DE2839464A1 - Anordnung und verfahren zur uebertragung digitaler information - Google Patents
Anordnung und verfahren zur uebertragung digitaler informationInfo
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Description
Datrix Corporation
165 Huguenot Street
New Rochelle, New York 10801
V. St. A.
Anordnung und Verfahren zur Übertragung digitaler Information
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein Verfahren
zum Übertragen digitaler Information von einer Station zur anderen. Bevorzugt soll die Erfindung Anwendung
finden bei der Führung und Steuerung eines Energieverteilungssystems , welches eine Mehrzahl von entfernten Stationen
und eine zentrale Station aufweist. Jede der entfernten Stationen sendet digitale Information zu der zentralen
Station wie etwa digitale Meßwerte von Wattstunden-Meßgeräten, die sich in jeder entfernten Station befinden.
Gemäß der Erfindung wird digitale Information zwischen jeder der entfernten Stationen und der zentralen Station dadurch
übertragen, daß in jeder der Stationen befindliche digitale Zähler gestartet und gestoppt werden im Ansprechen
auf Radiowellensignale, die von einer Station zur anderen übertragen werden. Ein Referenzsignal wird den digitalen
Zählern in jeder der entfernten Stationen und in der zentralen Station über die zwischen den Stationen verlaufenden
Energieleitungen zugeführt.
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Bei den üblichen Energieverteilungssystemen ist es häufig
notwendig, digitale Information wie Wattstunden-Meßwerte von mehreren entfernten Stationen zu sammeln für die Zwecke
der Belastungsermittlung und -steuerung· Gemäß der gegenwärtigen Praxis wird diese digitale Information manuell gesammelt,
wobei eine Person geschickt wird, um die Wattstunden-Meßgeräte
in jeder entfernten Station abzulesen. Diese digitale Information wird dann für Betriebszwecke verwendet einschließlich der an die Kunden erfolgenden Rechnungsstellung.
Jedoch wird diese digitale Information wegen des damit verbundenen beträchtlichen Aufwandes nicht sehr häufig
gesammelt. Infolgedessen wird von der möglichen Verwendung dieser digitalen Information für die Belastungsermittlung
und -steuerung kaum Gebrauch gemacht.
Es sind verschiedene Nachrichtentechniken bekannt zur Übermittlung
von digitaler Information von einer Station zur anderen. Z. B. sind Techniken bekannt zur Übermittlung von
digitaler Information über die elektrischen 60 Hz Energieleitungen
eines Energieverteilungssystems. Weil jedoch diese Energieleitungen primär dafür eingerichtet sind, elektrische
Energie geringer Frequenz mit möglichst geringem Energieverlust zu übertragen, erfordert die Einführung irgendwelcher
Informationssignale in diese Energieleitungen die Verwendung einer Nachrichtentechnik, welche ein Signal relativ geringer
Frequenz verwenden kann. Ein Beispiel, welches die Verwendung eines Nachrichtensignals relativ geringer Frequenz
auf elektrischen Energieleitungen beinhaltet, ist die Welligkeitssteuerung, bei der ein Informationssignal einer
Frequenz in der Größenordnung der zweiten bis vierten Harmonischen
des Energiesignals auf die Energieleitungen des Energieverteilungsnetzes gegeben wird. Dieses Informationssignal kann von Empfängern empfangen werden, die sich an geeigneten
Stellen im Energieverteilungsnetz befinden. Obwohl
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dieses Welligkeitssteuerungsverfahren extrem genau ist und
eine so hohe Wahrscheinlichkeit der Aufnahme des Informationssignals in den entfernten Stationen besteht, daß Redundanz
oder Zwei-Weg-Überprüfung unnötig sind, verhindert das Erfordernis einer niedrigen Frequenz, welches auf der
Verwendung der Leitungen des Energieverteilungsnetzes beruht, daß das Welligkeitssteuerungsverfahren zur Nachrichtenverbindung
auf einer individuellen Basis mit mehr als einigen Hundert gesonderten Stationen nutzbringend angewendet
werden kann.
Die Übertragungskapazität des Welligkeitssteuerungsverfahrens wird primär durch den Zeitaufwand bestimmt, der dazu erforderlich
ist, ein Informationssignal an der Empfangsstation zu erkennen. Die Selektivität der Empfangsstation ebenso
wie die Frequenz des Informationssignals beeinflussen die Ansprechzeit der Empfangsstation. Die Ansprechzeit wird durch
den Zeitaufwand bestimmt, der für ein Filter in der Empfangsstation erforderlich ist, um eine bestimmte Amplitude zu erreichen, die ausreicht, die Anwesenheit des Informationssignals unter Ausschluß von vorübergehenden Störungen zu
identifizieren. Eine zusätzliche Zeitverzögerung ergibt sich, weil dieses Informationssignal mit dieser bestimmten
Amplitude für eine Zeitspanne vorhanden sein muß, die mindestens solang wie die Ansprechzeit des Filters ist. Weil
die Frequenzauswahl die Bandbreite des Empfangsfilters bestimmt, kann ein hoch selektives Filter bei 400 Hz eine
Bandbreite von etwa 6 Hz haben, während ein hoch selektives Filter bei 154- MHz eine Bandbreite von 6 KHz haben kann.
Die Ansprechzeit eines 6 Hz Filters ist angenähert 150 ms,
während die Ansprechzeit eines 6 KHz Filters angenähert 150 /us beträgt. Somit ist die Ansprechzeit des Filters in
der Empfangsstation um so kürzer und die mögliche Datenrate oder die Übertragungskapazität des Systems um so höher,
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je höher die Frequenz ist. Aus diesem Grunde führt die Verwendung
der Leitungen eines Energieverteilungssystems als Übertragungsmedium zwangsläufig zu einer ziemlich niedrigen
Übertragungskapazität, verglichen mit anderen möglichen Nachrichtentechniken.
Die Übertragungskapazität des Welligkeitssteuerungsverfahrens
ist also begrenzt. Um den maximalen Nutzen bei jedem Übertragungsmedium zu erhalten, ist es erwünscht, die
geringst mögliche Anzahl von Bits beim Codieren der Datensignale zu verwenden, um eine größt mögliche Anzahl von
Befehlsworten zu erhalten. Die Beziehung zwischen der Anzahl
von Bits und der Anzahl von Befehlsworten wird durch die Gleichung C = 2n bestimmt, wobei C die Anzahl von Befehlsworten
und η die Anzahl von Bits ist. Kombiniert man diese Formel mit der vorher erörterten Ansprechzeit (150 ms)
eines bei niedriger Frequenz selektiven Filters für das Welligkeitssteuerungsverfahren, so ergeben sich die theoretischen Einschränkungen für das Welligkeitssteuerungsverfahren.
So wurden 1000 verschiedene Befehlsworte 10 Bits bei 150 ms pro Bit erfordern und zu einer theoretischen Signalzeit
von 1,5s führen. Wenn man jedoch praktische Beschränkungen
hinzunimmt , findet man in der Praxis eine minimale Signalzeit von mindestens 5s. Wenn man eine solche
Nachrichtentechnik für die individuelle Abfragung einer Mehrzahl von entfernten Stationen verwendet, so würde diesauch
beim Betrieb in nur einer Richtung - dazu führen, daß ein Monat für die Übertragung von Informationssignalen aus
nur 25ΟΟΟΟ entfernten Stationen erforderlich wäre. Die Übertragungskapazität des Welligkeitssteuerungsverfahrens ist
somit begrenzt auf Massenadressierung und Überwachungssteuerung. Es kommt hinzu, daß die Übertragungskapazität
des Welligkeitssteuerungsverfahrens durch Verwendung von Multiplex-Techniken nicht verbessert werden kann, weil die
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Welligkeitssteuerung notwendigerweise zu einer Sättigung der Leitungen des gesamten Energieübertragungssystems
führt.
Es ist möglich, andere Übermittlungstechniken zu verwenden, die die Leitungen eines Energieverteilungssystems als Übertragungsmedium
ausnutzen. Z. B. können Techniken wie Frequenzumtastung und Impulscodemodulation verwendet werden.
Diese Techniken gestatten eine Multiplex!erung und andere
Verfahren zur Datenkompression. Im Ergebnis kann die gleichzeitige Übertragung zwischen Gruppen von Punkten erreicht
werden, die sich in verschiedenen Abschnitten des Energieverteilungsnetzes befinden. Jedoch sind auch diese anderen
Nachrichtentechniken relativ langsam, wenn sie auf 60 Hz Leitungen verwendet werden, verglichen mit ihrer Verwendung
in anderen Übertragungsmedien. Ferner muß, wenn von geographischem Multiplexieren oder von Unterteilung des Energieverteilungsnetzes
Gebrauch gemacht wird, ein Verfahren gefunden werden, welches einen Zugang zu den verschiedenen
Punkten in dem Energieverteilungsnetz ermöglicht.
Eine andere mögliche bekannte Nachrichtentechnik, die für die Übertragung von digitaler Information von mehreren entfernt
angeordneten Wattstunden-Meßgeräten zu einer zentralen Station verwendet werden könnte, ist Telefonübertragung. Telefonübertragung
gestattet die Verwendung von Tonmodulation und anderen hoch entwickelten digitalen Übertragungstechniken. Für
die Zwecke der Belastungsermittlung und -steuerung in einem Energieverteilungssystem, welches eine große Anzahl von Kunden
aufweist, verbieten jedoch die hohen Kosten ebenso wie die zukünftigen Möglichkeiten für Kostensteigerungen die
Verwendung von Telefonübertragung.
Eine analoge Radiowellen-Übertragung bietet die größe Flexi-
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bilität bei der Frequenzauswahl, und demzufolge können viele
verschiedene Übertragungstechniken mit analoger Radiowellenübertragung
kombiniert werden. Zudem ist die Radiowellenübertragung hinsichtlich des Übertragungsmediums am billigsten.
Jedoch hat die Übertragung mittels Radiowellen einen wesentlichen Nachteil insofern, als es nicht möglich ist,
einen vorbestimmten Übertragungsweg zwischen einer Station und einer anderen Station unter Ausschluß aller anderen
Radiowellensendungen zu bestimmen. Die zuständigen Behörden
teilen zwar Frequenzen für verschiedene Zwecke zu und erteilen
Lizenzen für die Verwendung dieser zugeteilten Frequenzen; in der Praxis erfolgt jedoch häufig eine absichtliche
oder unabsichtliche Verletzung dieser Frequenzzuteilungen. Um die Unversehrtheit eines analogen Radiowellen-Übertragungssystems
genügend zu schützen, wurden die Kosten der dazu erforderlichen
Einrichtung weit über dem liegen, was für ein Nachrichtensystem zur Belastungsermittlung und -steuerung
in. einem Energieverteilungssystem vertretbar ist.
Eine andere verfügbare Übertragungstechnik ist die digitale Radiowellenübertragung. Die Integrität einer solchen digitalen
Radiowellenübertragung ist viel leichter zu erreichen als die einer analogen Radiowellenübertragung,weil die
Empfangsstationen in einem digitalen Radiowellensystem in einfacher Weise voreingestellt werden können zur Annahme
bestimmter Sequenzen von digitalen Impulsen. Demzufolge sind
die Kosten einer digitalen Radiowellenübertragung viel geringer als die einer analogen Radiowellenübertragung. In
einer Richtung verlaufende Radiowellenübertragungen haben sich für die Übertragung von digitaler Information als akzeptabel
erwiesen. Z. B. kann.eine begrenzte Anzahl von Befehlsworten zu einer großen Gruppe von ähnlich codierten entfernten
Stationen gesandt werden, oder es kann eine kleine Anzahl von entfernten Stationen individuell adressiert werden.
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Wenn man jedoch die zur Zeit üblichen digitalen Radiowellen-Übertragungstechniken
verwendet, ist es nicht möglich, von einer großen Anzahl von entfernten Stationen Information
zurückzubringen, wenn jede dieser entfernten Stationen deutlich identifiziert werden muß. Somit liegt bei der
Übertragung digitaler Information zwischen einer Mehrzahl von entfernten Stationen und einer zentralen Station in
einem Energieverteilungsnetz das Problem nicht bei der Übertragungsfähigkeit oder der Wirtschaftlichkeit der digitalen
Radiowellenübertragung, sondern es liegt bei dem Erfordernis nach einer Übertragungstechnik, bei der es möglich ist,
einzelne Stationen zu identifizieren und dann eine solche einzelne Station dazu zu veranlassen, ihre digitale Information
zurück an die zentrale Station zu senden.
Es sind eine Anzahl von Übertragungssystemen bekannt, bei denen eine Kombination der oben erwähnten Nachrichtentechniken
Verwendungfindet zum Zwecke einer in beiden Richtungen
verlaufenden Nachrichtenverbindung zwischen einer kleinen Anzahl von entfernten Stationen und einer zentralen Station.
Z. B. kann bei dem Welligkeitssteuerungsverfahren die Frequenzumtastung oder die Impulscodemodulation dazu verwendet
werden, digitale Information von einer kleinen Anzahl von entfernten Stationen zu einer Substation zu senden, welche
über eine Telefonverbindung mit einer zentralen Station verbunden ist. Obwohl eine solche Kombination im Interesse
der Datensammlung von der Impulscodemodulation Gebrauch machen kann und dann im Interesse der Geschwindigkeit der
Datenübertragung von der Telefonübertragung Gebrauch machen kann, bleibt es trotzdem bei den Nachteilen, die oben bereits
im Zusammenhang mit jeder dieser Nachrichtentechniken erörtert wurden. In ähnlicher Weise werden in anderen kombinierten
Übertragungssystemen die Nachteile der darin enthaltenen Nachrichtentechniken nicht beseitigt, weil derartige kombi-
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nierte Übertragungssysteme lediglich eine Hintereinanderschaltung mehrerer verschiedener Nachrichtentechniken sind.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Vorteile der verschiedenen
Nachrichtentechniken zu optimieren und diese verschiedenen
Nachrichtentechniken in einem neuen Nachrichtensystem zu kombinieren. Das erfindungsgemäße Nachrichtensystem
verwendet die optimalen Merkmale der verschiedenen Nachrichtentechniken, ohne dabei die Nachteile dieser Nachrichtentechniken in Kauf nehmen zu müssen. Das. in beiden
Richtungen zu betreibende erfindungsgemäße Nachrichtensystem soll zur Übertragung einer großen Menge von digitaler Information
zwischen einer zentralen Station und einer großen Anzahl von entfernten Stationen auf einer individuellen Basis
geeignet sein. Die digitale Information soll mit hoher Geschwindigkeit übertragbar sein, während gleichzeitig Zuverlässigkeit,
Genauigkeit und geringe Kosten erzielt werden sollen.
Bevorzugte Anwendung soll die erfindungsgemäße Anordnung
zur Belastungsermittlung und -steuerung in einem Energieverteilungssystem
finden. Insbesondere soll digitale Information von einer großen Anzahl von entfernten Stationen in
einem Energieverteilungssystem, wie etwa von Wattstunden-Meßgeräten an den Wohnsitzen der Kunden zu einer zentralen
Station zum Zwecke der Belastungsermittlung und -steuerung gesandt werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung soll ein hohes Maß von
Datensicherheit erreicht werden. Insbesondere soll eine Reihe von Überprüfungen möglich sein, so daß auch geringe Störungen
die Vollendung einer Datenübermittlung verhindern, anstatt daß eine Übermittlung von inkorrekten Daten ermöglicht wird.
Ferner vermag das erfindungsgemäße Übermittlungssystem bei
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hoher Geschwindigkeit zu arbeiten, wobei das Fehlen einer Antwort auf eine Befragung vorgezogen wird der Komplizierung
der übermittelten digitalen Information mit einer Kombination von Fehlererkennungs- und Fehlerkorrigierungscodes.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist primär zur Verwendung in einem Energieverteilungssystem bestimmt, wobei digitale Information
von einer Mehrzahl von entfernten Wattstunden-Meßgeräten, die sich in Wohnungen und an anderen Stellen befinden,
zu einer zentralen Station geschickt wird, die diese digitale Information für die Belastungsermittlung und -steuerung
ausnutzt. Jede der entfernten Stationen in diesem Nachrichtensystem wird von der zentralen Station abgefragt und antwortet
der zentralen Station mit der angeforderten digitalen Information. Die Datensammlung wird durch die Aussendung eines
Befehls von der zentralen Station eingeleitet, der eine der mehreren entfernten Stationen kennzeichnet. Der Befehl wird
empfangen und von der angesprochenen entfernten Station auf Richtigkeit überprüft, worauf diese entfernte Station dann
eine Antwort übermittelt, die die Identifizierung der antwortenden entfernten Station und die verlangte digitale Information
enthält. Die von der bestimmten entfernten Station gesendete Antwort wird schließlich empfangen und von der
zentralen Station auf Richtigkeit überprüft, die dann die empfangene digitale Information für die Zwecke der Belastungsermittlung und -steuerung verarbeitet. Z. B. kann die zentrale
Station unter Verwendung dieses Nachrichtensystems automatisch eine große Anzahl von entfernt angeordneten
Wattstunden-Meßgeräten ablesen und Daten in praktisch Jedem gegebenen Zeitintervall, welches vorgewählt wird, sammeln.
Weil das erfindungsgemäße Nachrichtensystem es ermöglicht, daß die zentrale Station den Energieverbrauch in dem Energieverteilungsnetz
genau ermittelt, können verschiedene andere betriebliche Nutzanwendungen mit dieser digitalen Information
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erfolgen.
Das erfindungsgemäße Nachrichtensystem kombiniert zwei verschiedene Signale in einem einzigen Nachrichtensystem zur
Übermittlung digitaler Information. Digitale Hochfrequenzübermittlung wird als primäre Datenübermittlungstechnik benutzt,
um die Vorteile der Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und geringen Kosten auszunutzen. Um die beschränkte Datenkapazität
der digitalen Hochfrequenzübertragung zu überwinden, verwendet das erfindungsgemäße Nachrichtensystem in
Kombination damit ein Referenzsignal, welches über die 60 Hz
Leitungen des Energieverteilungsnetzes übertragen wird, die die zentrale Station mit jeder der mehreren entfernten Stationen
verbinden. Somit wird bei dem erfindungsgemäßen Nachrichtensystem die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der 60 Hz
Energieleitung zur Bereitstellung eines Referenzsignals ausgenutzt,
und gleichzeitig wird die hohe Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit der digitalen Hochfrequenzübertragung ausgenutzt.
Gemäß der Erfindung werden digitale Zähler an jeder der Stationen des Nachrichtensystems angeordnet. Die Arbeitsweise
dieser digitalen Zähler wird von dem Referenzsignal synchronisiert, welches über die 60 Hz Leitungen des Energieverteilungsnetzes
übertragen wird. Z. B. können die digitalen Zähler,
die in einer bestimmten entfernten Station angeordnet sind, mehrere Abwärtszähler umfassen, während die in der zentralen
Station angeordneten digitalen Zähler mehrere Aufwärtszähler
umfassen. Wenn es erwünscht ist, die in den digitalen Abwärtszählern
enthaltene digitale Information in der entfernten Station zu den digitalen Aufwärtszählern in der zentralen
Station zu übertragen, wird der erste der mehreren Aufwärtszähler in der zentralen Station synchron mit dem Bezugssignal
fortgeschaltet, welches über die 60 Hz Leitungen des Energie-
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Verteilungsnetzes übertragen wird. Wenn der erste Abwärtszähler,
der sich in der bestimmten entfernten Station befindet, den Wert Null erreicht, wird ein Stoppsignal mittels
Radiowellenübertragung zu der zentralen Station gesandt, um das Zählen des ersten Aufwärtszählers in der zentralen Station
zu stoppen. Die übrigen Abwärtszähler in der entfernten Station und die übrigen Aufwärts zähler in der zentralen Station
werden nacheinander in entsprechender Weise betätigt. Nachdem der letzte Abwärtszähler in der entfernten Station
Null erreicht hat und ein Stoppsignal mittels Radiowellenübertragung
zu der zentralen Station gelangt ist, sind die in den Aufwärtszählern in der zentralen Station vorhandenen
Ziffern äquivalent zu den vorher in den Abwärtszählern in der entfernten Station vorhandenen Ziffern. Diese Technik
zur Mitteilung digitaler Information aus einer bestimmten entfernten Station zu einer zentralen Station erfordert keine
Radiowellenübertragung komplexer Signale, weil diese Signale für sich selbst die angeforderte digitale Information nicht
enthalten. Die angeforderte digitale Information kann von der zentralen Station nur dadurch gesammelt werden, daß das
Referenzsignal, welches über die 60 Hz Energieleitungen geschickt wird, mit den Start- und Stoppsignalen, d. h. mit
den von den Radiowellen übertragenen Markierungssignalen kombiniert wird.
Zusätzliche digitale Zähler können in der zentralen Station
angeordnet sein und in Jeder der mehreren entfernten Stationen zur Übertragung der digitalen Adresse einer bestimmten
entfernten Station. Das erfindungsgemäße Nachrichtensystem ermöglicht es, daß die zentrale Station eine bestimmte
entfernte Station zur Übertragung digitaler Information auffordert, indem sie ein Adressensignal an die Vielzahl von
entfernten Stationen in derselben Weise sendet, wie oben
beschrieben wurde. Die entfernten Stationen vergleichen
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dann das übermittelte Adressensignal mit einer fest zugeordneten
Adresse, um zu ermitteln, welche entfernte Station die verlangte entfernte Station ist. In anderen Worten können
mehrere Zähler, die sich sowohl in der zentralen Station als auch in jeder der entfernten Stationen befinden, dazu benutzt
werden, die digitale Adresse einer bestimmten entfernten Station zu senden. In ähnlicher Weise kann jede von der
verlangten entfernten Station an die zentrale Station übermittelte
Antwort die digitale Adresse der verlangten entfernten Station enthalten. Diese digitale Adresse wird ebenfalls
in der oben beschriebenen Weise übermittelt. Dann kann
nach Empfang der digitalen Information die zentrale Station
die Adresse der antwortenden entfernten Station identifizieren.
Das erfindungsgemäße Nachrichtensystem sieht eine Reihe
von Sicherheitsprüfungen bei der Übertragung der digitalen Information von Station zu Station vor. Weil ζ. B. die
Start- und. Stoppmarkierungssignale, welche durch Radiowellen übertragen werden, nicht in sich selbst die verlangte digitale
Information enthalten, können diese Start- und Stoppmarkierungssignale in ganz bestimmter Weise codiert werden,
um eine Sicherheit gegen Störungen durch äußere digitale
Radiowellensignale zu erhalten. Dies kann dadurch erreicht werden, daß ein bestimmter Impulscode jedem der zwischen den
Stationen durch Radiowellen übermittelten Signale, einschließlich den Start-, Stopp- und Adressenmarkierungssignalen, zugeordnet
wird. Zusätzlich können diese Markierungssignale an jeder Station auf Koinzidenz mit dem Referenzsignal abgestimmt
werden, welches über die 60 Hz Leitungen des Energieverteilungssystems übertragen wird. Auf diese Weise sieht
das erfindungsgemäße Nachrichtensystem eine große Anzahl von Sicherheitsprüfungen für jede Signalübertragung vor. Das Versagen,
d. h. die Nichtannahme irgendeines dieser Sicherheits-
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Prüfungen während einer Signalübertragung führt unmittelbar
dazu, daß die Übertragung gestoppt wird und demzufolge eine erneute Befragung angefordert wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen
im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Es zeigen:
Fig. 1 ein kombiniertes Schaltungsblock- und Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen
Grundkonzepts beim Übertragen digitaler Information;
Fig. 2 ein Blockdiagramm der zentralen Station des erfindungsgemäßen Nachrichtensyste ηε;
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer der entfernten Stationen
des Nachrichtensystems;
Fig. 4- ein Schaltungsdiagramm der Stromversorgungsund
Taktquelle der in Fig. 5 gezeigten zentralen Station;
Fig. 5 ein Zeitdiagramm der Stromversorgungs- und Taktquelle
von Fig. 4-;
Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm der Abfragelogikstufe und eines Teils des digitalen Codierers der
zentralen Station von Fig. 2;
Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm der Antwortlogikstufe der zentralen Station von Fig. 2;
Fig. 8 ein Schaltungsdiagramm der Stromversorgungs-
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und Taktquelle der entfernten Station von
Pig. 9 ©in Schaltungsdiagramm des digitalen Decodierers
der entfernten Station von Fig. 3;
Fig. 10 ein Zeitdiagramm für den digitalen Decodierer
der entfernten Station von Fig. 9;
Fig. 11A ein Schaltungsdiagramm der entfernten Adressenidentifizierungs-Logikstufe
und der entfernten Antwortlogikstufe der entfernten Station von
' Fig. 3; : .
Fig. 11B ein Schaltungsdiagramm des digitalen Codierers
der entfernten Station von Fig. 3; und
Fig. 12 ein Zeitdiagramm für die in Fig. 1:1 A und 11B
gezeigte Schaltung.
Die aus Blockdiagramm und Zeitdiagramm kombinierte Darstellung
der Fig. 1 veranschaulicht das Grundkonzept des erfindungsgemäßen Nachrichtenübertragungssystems. Eine
Energiestation 1 ist mit der Station A über 60 Hz Energieleitungen
2A und mit der Station B über 60 Hz Energieleitungen
2B verbunden. Die Leitungen 2A sind mit einer Stromversorgungs- und Taktquelle 3A in der Station A verbunden,
und die Leitungen 2B sind mit einer Stromversorgungs- und
Taktquelle 3B in der Station B verbunden. Das 60 Hz Signal, welches über die Leitungen 2A und 2B übertragen wird, wird
als Referenzsignal in den Stationen A und B verwendet. Die Stromversorgungs- und Taktquellen 3A und 3B erzeugen Taktoder
»SynchroxrisJorunßiJBiRnalG T1-T7j die dem AbwärLrjzählop ..
4 in der Station A und dem Aufwärtszähler 5 in der Station B
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zugeführt werden. Wie in Fig. 1 gezeigt wird, speichert
der Abwärtszähler 4 anfänglich die Ziffer 4, und der Aufwärtszähler 5 speichert anfänglich die Ziffer O. Ein vorgewähltes Startmarkierungssignal wird in der Station A erzeugt, um den Abwärtszähler 4 auf das Auftreten des Taktsignals T2 hin zu starten. Ein Hochfrequenz-Startmarkierungssignal 6 überträgt dieses Startmarkierungssignal von dem
Abwärtszähler 4 in der Station A zu dem Aufwärtszähler 5
in der Station B. Auf diese Weise beginnt der Aufwärtszähler 5 in der Station B mit dem Zählen etwa zur selben Zeit wie der Abwärtszähler 4 in der Station A. Sowohl der Abwärtszähler 4 als auch der Aufwärts zähler 5 durchlaufen ihre
Zählpositionen synchron zu den Taktsignalen Τ1-Φ7» die von den Stromversorgungs- und Taktquellen 3A bzw. 3B bereitgestellt werden. Wie in Fig. 1 gezeigt wird, zählt der Abwärtszähler 4 während der Taktsignale T2-T6 von der Ziffer 4 herunter zur Ziffer 0, während der Aufwärtszähler 5 während des Auftretens derselben Taktsignale von der Ziffer 0 bis hinauf zur Ziffer 4 zählt. Es ist kein weiteres Zusammenwirken zwischen der Station A und der Station B erforderlich nach der Aussendung des Hochfrequenz-Startmarkierungssignals 6, bis der Abwärtszähler 4 der Station A die Ziffer 0 erreicht. Zu dieser Zeit wird ein Hochfrequenz-Stoppmarkierungssignal 7 von dem Abwärtszähler 4 in der Station A zu dem Aufwärtszähler 5 in der Station B übertragen. Dies stoppt das Aufwärtszählen des Aufwärtszählers 5 in der Station B und
fixiert dort die Ziffer, deren Wert dem numerischen Wert
der Anzahl von Taktsignalen zwischen dem Ende des Hochfrequenz-Startmarkierungssignal 6 und dem Hochfrequenz-Stoppmarkierungssignal 7 entspricht. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel wird die Ziffer 4, die anfänglich in dem Abwärtszähler 4 gespeichert wurde, zu dem Aufwärtszähler 5 übertragen. Diese Ziffer wird in dem Aufwärtszähler 5 gespeichert, wie durch das Taktsignal T7 gezeigt wird.
der Abwärtszähler 4 anfänglich die Ziffer 4, und der Aufwärtszähler 5 speichert anfänglich die Ziffer O. Ein vorgewähltes Startmarkierungssignal wird in der Station A erzeugt, um den Abwärtszähler 4 auf das Auftreten des Taktsignals T2 hin zu starten. Ein Hochfrequenz-Startmarkierungssignal 6 überträgt dieses Startmarkierungssignal von dem
Abwärtszähler 4 in der Station A zu dem Aufwärtszähler 5
in der Station B. Auf diese Weise beginnt der Aufwärtszähler 5 in der Station B mit dem Zählen etwa zur selben Zeit wie der Abwärtszähler 4 in der Station A. Sowohl der Abwärtszähler 4 als auch der Aufwärts zähler 5 durchlaufen ihre
Zählpositionen synchron zu den Taktsignalen Τ1-Φ7» die von den Stromversorgungs- und Taktquellen 3A bzw. 3B bereitgestellt werden. Wie in Fig. 1 gezeigt wird, zählt der Abwärtszähler 4 während der Taktsignale T2-T6 von der Ziffer 4 herunter zur Ziffer 0, während der Aufwärtszähler 5 während des Auftretens derselben Taktsignale von der Ziffer 0 bis hinauf zur Ziffer 4 zählt. Es ist kein weiteres Zusammenwirken zwischen der Station A und der Station B erforderlich nach der Aussendung des Hochfrequenz-Startmarkierungssignals 6, bis der Abwärtszähler 4 der Station A die Ziffer 0 erreicht. Zu dieser Zeit wird ein Hochfrequenz-Stoppmarkierungssignal 7 von dem Abwärtszähler 4 in der Station A zu dem Aufwärtszähler 5 in der Station B übertragen. Dies stoppt das Aufwärtszählen des Aufwärtszählers 5 in der Station B und
fixiert dort die Ziffer, deren Wert dem numerischen Wert
der Anzahl von Taktsignalen zwischen dem Ende des Hochfrequenz-Startmarkierungssignal 6 und dem Hochfrequenz-Stoppmarkierungssignal 7 entspricht. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel wird die Ziffer 4, die anfänglich in dem Abwärtszähler 4 gespeichert wurde, zu dem Aufwärtszähler 5 übertragen. Diese Ziffer wird in dem Aufwärtszähler 5 gespeichert, wie durch das Taktsignal T7 gezeigt wird.
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Das in Fig. 1 gezeigte Beispiel veranschaulicht das Verfahren zum Übertragen von digitaler Information von einer
Station zu einer anderen Station durch Synchronisierung
von in beiden Stationen befindlichen digitalen Zählern
mittels eines zwischen den Stationen übertragenen Referenzsignals, wobei gleichzeitig ein unabhängiges Markierungssignal vorgesehen wird, um die Betätigung dieser
digitalen Zähler zu steuern· Bei diesem Beispiel wird das unabhängige Markierungssignal zwischen den Stationen als
Hochfrequenzsignal übertragen. Jedoch können andere Signalübertragungsverfahren für denselben Zweck verwendet werden.
Z. B. kann dieses Markierungssignal über Energieleitungen
oder Telefonleitungen übertragen werden, oder es kann gemäß ^ig. Λ durch Radiowellen übertragen werden. Andererseits
wird das Referenzsignal gemäß der in Fig.1 gezeigten Erfindung
zwischen den Stationen A und B über die 60 Hz Leitungen eines Energieverteilungsnetzes übertragen. Diese Energieleitungen
werden zur Übertragung des Referenzsignals benutzt, weil das über diese Energieleitungen übertragene Signal dazu
benutzt werden kann, einen höchst genauen und zuverlässigen Bezugsmaßstab zu erzeugen. In der Praxis enthält Jede
der Stationen A und B in ^ig. 1 eine Reihe von Abwärtszählern
und Aufwärtszählern zur Übertragung jeder gewünschten Große digitaler Information zwischen diesen Stationen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des Übertragungsverfahrens wird digitale Information zwischen mehreren entfernten
Stationen und einer zentralen Station übertragen. Die zentrale Station wird als Blockdiagramm in Fig. 2 gezeigt,
und eine der vielen entfernten Stationen wird als Blockdiagramm in Fig. 3 gezeigt. Bei Verwendung in einem
Energieverteilungsnetz werden diese entfernten Stationen dazu benutzt, den Stromverbrauch an verschiedenen über das
Energieverteilungsnetz verteilten Stellen zu ermitteln. Bei
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dieser Anwendungsart kann die in Fig. 2 gezeigte zentrale
Station eine von mehreren Unterstationen des Energieverteilungssystems sein, die für eine bestimmte Anzahl von
entfernten Stationen zuständig ist.
Die Arbeitsweise der in Fig. 2 gezeigten zentralen Station wird durch eine zentrale Steuerung 1OA gesteuert, welche
Abfragesignale erzeugt zum Abfragen digitaler Information von einer der mehreren entfernten Stationen. Diese zentrale
Steuerung 1OA kann eine zentrale Verarbeitungseinheit sein, oder kann in ihrer einfachsten Form einer von mehreren manuell
gesteuerten Schaltern sein, welche die Abfragesignale erzeugen. Die zentrale Steuerung 1OA, welche mit der Abfragelogikstufe
11 verbunden ist, führt der Abfragelogikstufe 11 Abfragesignale zu.
Die Abfragelogikstufe 11 enthält zwei Grundstufen und eine wahlweise dritte Stufe. Die beiden Grundstufen sind die
Startcode-Logikstufe 12 und die Adressenlogikstufe 13. Die
in Pig. 2 gezeigte Instruktionslogikstufe 14 ist eine wahlweise
vorhandene Stufe, die für den grundsätzlichen Betrieb des erfindungsgemäßen Nachrichtenübertragungssystems nicht
notwendig ist. Wenn die Instruktionslogikstufe 14 in der Abfragelogikstufe 11 vorgesehen wird, befähigt sie das Nachrichtenübertragungssystem
dazu, den entfernten Stationen einen Instruktionscode zu übertragen, der es den entfernten
Stationen ermöglicht, eine von mehreren verschiedenen möglichen Funktionen durchzuführen. Bei der bevorzugten Ausführungsform
kann diese Instruktionslogikstufe 14 weggelassen werden, da die entfernten Stationen nur eine Funktion
bzw. Instruktion ausführen. Diese Logikstufen in der Abfragelogikstufe 11 werden von einem 120-Taktimpuls getriggert,
der von der Stromversorgungs- und Taktquelle 15 bereitgestellt
wird. Diese Stromversorgungs- und Taktquelle 15 wird
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ORIGINAL INSPECTED
später im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 4- und 5 beschrieben.
Der Betrieb der Startcodelogikstufe 12 wird durch einen von der zentralen Steuerung 1OA erzeugten
Freigabeimpuls eingeleitet. Im Ansprechen auf diesen Freigabeimpuls wird ein codiertes Startsignal (Startidentifizierungsimpulse)
von der Startcodelogikstufe 12
erzeugt. Zusätzlich führt die Startcodelogikstufe 12 einen
Freigabeimpuls der Adressenlogikstufe 15 zu, welche eine
Adressenabfrage von der zentralen Steuerung 10 erhält. Die Adressenlogikstufe 13 erzeugt ein Adressensignal
(Markierungsidentifizierungsimpulse) und führt ferner
der Instruktionslogikstufe 14 einen Freigabeimpuls zu. Die Instruktionslogikstufe 1A erhält eine Instruktionsabfrage von der zentralen Steuerung 1OA und erzeugt ein
Instruktionssignal (Markierungsidentifizierungsimpuls),
welches zusammen mit dem Startsignal und dem Adressensignal
in Form von Start- und Markierungsidentifizierungsimpulsen
dem digitalen Codierer 16 zugeführt wird.
Der digitale Codierer 16 erhält die Start- und Markierungsidentif izierungsimpulse von der Abfragelogikstufe 11 und
setzt diese Identifizierungsimpulse in ein codiertes Datenimpuissignal um zur Übertragung desselben zu den entfernten
Stationen der Art von Fig. 3. Da gemäß der Erfindung die
Impulse des Markierungsimpulssignals nicht in sich selbst
die von der zentralen Station zu den entfernten Stationen zu übertragende digitale Information enthalten, kann jeder
dieser Impulse von dem digitalen Codierer 16 impulscodiert
werden, um für Signalsicherheit zu sorgen. Die Impulscodierung Oeder dieser Impulse wird von dem digitalen Codierer 16 in
derselben Weise durchgeführt wie die Impulscodierung der
Impulse des von der entfernten Station gemäß Fig. 11B erzeugten
Datenimpulssignals. Der digitale Codierer 16 empfängt
den 120-Taktimpuls von der Stromversorgungs- und Taktquelle
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sowie ein XTMT-Impulssignal, welches ebenfalls von der
Stromversorgungs- und Taktquelle 15 erzeugt wird. Das XTMI-Impulssignal
wird aus der 60 Hz Frequenz des Energieverteilungssystems abgeleitet. Die zentrale Station und die entfernten
Stationen sind bei der hier beschriebenen Anordnung mittels der Energieleitungen des Energieverteilungssystems
miteinander verbunden. Die Erzeugung des XTMT-Impulssignals
durch die Stromversorgungs- und Taktquelle 15 wird in weiteren Einzelheiten später im Zusammenhang mit Fig. 4, 5
(zentrale Station) und 8 (entfernte Station) beschrieben. Jeder Start- und Markierungsidentifizierungsimpuls, der von
dem digitalen Codierer 16 aus der Abfragelogikstufe 11 empfangen wird, ist mit einem XTMT-Impuls des XTMT-Impulssignals
aus der Stromversorgungs- und Taktquelle 15 synchronisiert.
Zur geeigneten Zeit erzeugt der digitale Codierer 16 die geeigneten Markierungsimpulse, die der TTL/RB-Interfacestufe
18 zugeführt werden zwecks Erzeugung der entsprechenden Hochfrequenzsignale, die den entfernten Stationen über den
Hochfrequenzsender 19 zugeführt werden sollen. Die Start- und Markierungsidentifizierungsimpulse, die von dem digitalen
Codierer 16 benutzt werden, um diese Markierungsimpulse zu erzeugen, identifizieren die Anzahl von Perioden,
d. h. die Anzahl von 120—Taktimpulsen zwischen jedem der von der Abfragelogikstufe 11 erzeugten Identifizierungsimpulse,
Z. B. zeigt die Anzahl der Perioden (120 Taktimpulse) zwischen dem Startimpuls und dem ersten Markierungsimpuls den
numerischen Wert einer der Ziffern der Adresse an, die von der zentralen Steuerung 10 ausgewählt wurde und von der
Adressenlogikstufe 13 verarbeitet wurde. Ferner zeigt die
Anzahl von Perioden (120 Taktimpulse) zwischen diesem ersten Markierungsimpuls und dem zweiten Markierungsimpuls den numerischen
Wert einer anderen Ziffer der gewählten Adresse an. Auf diese Weise werden die numerischen Werte aller
Ziffern der gewählten Adresse sowie der numerische Wert der
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ORIGINAL INSPECTED
Ziffer oder der Ziffern der ausgewählten Instruktion durch
die Anzahl von Perioden (120 Taktimpulse) zwischen dem Startimpuls
und den von der Abfragelogikstufe erzeugten nachfolgenden Markierungsimpulsen angezeigt.
Die TTL/RF--Interface stufe 18 und der RF-Sender 19 sind von
bekannter Bauweise. Das RF-Signal, welches über den-RP-Sender
19 ausgesendet wird, wird gemäß dem von dem digitalen Codierer
16 erzeugten Markierungsimpulssignal moduliert. Das Frequenzband des RF-Senders 19 ist für den Jeweiligen Fall geeignet
zu wählen. Z. B. enthält ein bei der beschriebenen Anordnung verwendbarer Sender einen 27 MHz Kristalloszillator zur
Erzeugung der Trägerfrequenz des RF-Senders 19· Natürlich können andere Trägerfrequenzen gewählt werden. Die Modulationstechnik,
die bei diesem RF-Sender 19 verwendet wird, kann z. B. eine Ein/Aus-Tastung sein, die von der TTL/RF-Interfacestufe
18 gesteuert wird· Viele verschiedene Abänderungen des RF-Senders 19 und der TTL/RF-Interfacestufe
.18 sind möglich.
Der RF-Empfanger 20 der zentralen Station empfängt gemäß
Fig. 2 modulierte RF-Signale von einer der mehreren entfernten
Stationen und führt RF-Identifizierungssignale der RF/TTL-Interfacestufe
21 zu. Der RF-Empf anger 20 und die RF/TTL Interfacestufe
21 sind ebenfalls von bekannter Bauart und
brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden. Der RF-Empfänger 20 enthält bekannte Komponenten wie einen RF-Verstärker,
einen lokalen Oszillator, einen Mischverstärker, einen Zwischenfrequenzverstärker und einen Demodulator, die
in bekannter Weise miteinander verbunden sind. Die RF/TTL-Interfacestufe
setzt das RF-Ausgangssignal des RF--Empfängers
20 in ein Markierungsimpulssignal in bekannter Weise um und führt dieses Markierungsimpulssignal dem digitalen Decodierer
22 zu.
'030 Q .13/0089
Der digitale Decodierer 22 setzt das ankommende Markierungsimpulssignal
in eine Serie von Identifizierungsimpulsen (Start- und Markierungsimpulse) um und führt diese der
Antwortlogikstufe 23 zu. Die Stromversorgungs- und Taktquelle
15 führt das XTMT-Impulssignal und einen 120-Taktimpuls
dem digitalen Decodierer 22 zu, um diesen dazu zu
veranlassen, das ankommende Markierungsimpulssignal zu identifizieren. Jeder der Impulse in dem Markierungsimpulssignal
wird vor der Aussendung zu dem RF-Empfänger 20 von der entfernten
Station impulscodiert, und zwar in ähnlicher Weise
wie die Impulscodierung der von dem digitalen Codierer 16 erzeugten Start- und Markierungsimpulse. Der digitale Decodierer
22 weist eine Decodierstufe zum Decodieren des Im— pulscodes jedes dieser Impulse in dem Datenimpulssignal auf.
Diese Decodierstufe ist ähnlich der Decodierstufe für die
entfernte Station gemäß Fig. 9» außer daß der digitale Decodierer 22 in der zentralen Station keinen vorgewählten
Startcode empfängt, weil er von dem Aktivierungsimpuls von dem Sendeabschnitt der zentralen Station aktiviert wird.
Der Decodierer 22 der zentralen Station enthätl die Löschimpulsstufe (Elemente 301 und 302), die Rasterimpulsstufe
(Elemente 300, 303-306) und die Vergleichsstufe (Elemente
307-311)» wobei der Ausgang der Vergleichsstufe als Start-
und Markierungsimpulsausgang des digitalen Decodierers der zentralen Station verwendet wird. Das XTMT-Impulssignal von
der Stromversorgungs- und Taktquelle 15 ermöglicht es dem
digitalen Decodierer 22 zu bestimmen, ob die Impulse in dem ankommenden Markierungsimpulssignal mit einem der Impulse
des XTMT-Impulssignals koinzidiert. Zusätzliche Codeprüfungen
werden von dem digitalen Decodierer 22 durchgeführt durch Vergleichen des 2TMT-Impulssignals und des 120-Taktimpulses
mit dem ankommenden Markierungsimpulssignal. Auf diese Weise sorgt der digitale Decodierer 22 ebenso wie der
digitale Codierer 16 für Signalsicherheit in dem beschriebe-
030013/0089
ORIGINAL INSPECTED
ηβη Nachrichtensystem·
Die von dem digitalen Decodierer 22 erzeugten Start- und
Harkierungsimpulse werden der Antwortlogikstufe 23 zugeführt,
die mehrere Aüfwärtszählerstufen zum Speichern der
von einer der entfernten Stationen übermittelten digitalen
Information aufweist. Diese Aufwärtszählerstufen enthalten
einen Adressen-Aufwärtszähler 24, der die Adresse der antwortenden
entfernten Station speichert. Die Adressen-Aufwärtszähleistufe
24 ebenso wie die anderen Aufwärtszählerstufen der Antwort logikstufe 23 zählen synchron zu dem
120-Taktimpuls, der von der Stromvers orgungs- und Takt quelle
15 bereitgestellt wird. Ferner wird der Adressen-Aufwärtszählerstufe
24 ein Aktivierungsimpuls von der zentralen Steuerung 10 nach der Erzeugung eines Abfrage signals durch
die Abfragelogikstufe 11 zugeführt. Die Start- und Markierungsimpulse,
welche der Antwort logikstufe 23 von dem digitalen Decodierer 22 zugeführt werden, werden von der Adressen-Aufwärtszählerstufe
24 ebenso wie von den anderen Aüfwärtszählerstufen in der Antwortlogikstufe 23 dazu benutzt, den
Betrieb der in jeder der Aufwärtszählerstufen vorhandenen
Aufwärtszähler zu stoppen. Digitale Information von einer bestimmten
entfernten Station, deren Adresse in der Adressen-Aufwärtszählerstufe
24. gespeichert ist, wird in den Ziffern-Aüfwärtszahlerstufen
25-29 in der Antwortlogikstufe 23 gespeichert.
Diese Aufwärtszählerstufen 25-29 arbeiten in
ähnlicher Weise wie die Adressen-Aufwärtszählerstufe 24.
Der Aktivierungsimpuls für die erste Ziffern-Aufwärtszählerstufe 25 wird von der Adressen-Aufwärtszählerstufe
24 zugeführt, nachdem der letzte digitale Aufwärtszähler in
der Adressen-Aufwärtszählerstufe 24 seinen Zählvorgang beendet hat. Die Aktivierüngsimpulse für jede der Ziffern-Aufwärtszählerstufen
26-29 werden in ähnlicher Weise zugeführt. Die Ausgänge der Aufwärtszählerstufen 24-29 der Ant-
030013/0089
wortlogikstufe 23 sind mit der zentralen Antwort- und
Wiedergabeeinheit 1OB verbunden, die eine visuelle Wiedergabevorrichtung für die digitale Information aufweisen kann,
die in den Aufwärtszählerstufen 24—29 enthalten ist, oder
sie kann ein Teil der zentralen Verarbeitungseinheit der vorher beschriebenen zentralen Steuerung 10 sein.
Eine der entfernten Stationen des Nachrichtensystems wird in
Fig. 3 gezeigt. Der RF-Empfanger 30 empfängt die RF^Abfragesignale,
die von dem RF-Sender 19 der zentralen Station von Fig. 2 erzeugt werden. Ein RF-Identifizierungssignal wird
der RF/TTL-Interfacestufe 31 von dem RF-Empfänger 30 zugeführt.
Der RF-Empfanger 30 und die RF/TTL-Interfacestufe 31
sind wie die entsprechenden Schaltungskomponenten in der zentralen Station von Fig. 2 in bekannter Weise aufgebaut
und brauchen daher hier nicht näher beschrieben zu werden.
Die RF-Abfragesignale werden nach Empfang in dem RF-Empfänger
30 und nach Umsetzung in ein Markierungsimpulssignal durch die RF/TTL-Interfacestufe in dem digitalen Decodierer 32
in der entfernten Station decodiert. Dieser digitale Decodierer 32, der in ähnlicher Weise arbeitet wie der digitale
Decodierer 22 in der zentralen Station, wird in größeren Einzelheiten in Fig. 9 gezeigt und wird später beschrieben.
Ein XTMT-Impulssignal und ein 120-Taktimpuls werden von
einer Stromversorgungs- und Taktquelle 33 abgeleitet, um den
digitalen Decodierer 32 dazu zu aktivieren, zu bestimmen, ob Jeder der Markierungsimpulse des von der entfernten Station
empfangenen Markierungsimpulssignals in richtiger Weise impulscodiert
ist. Wie vorher erwähnt wurde, bürgt die Impulscodierung Jedes dieser Markierungsimpulse für Signalsicherheit. Die Start- und Markierungsimpulse werden dann von dem
digitalen Decodierer 32 der entfernten Adressenidentifizierlogikstufe 33» die die Adresse und die Instruktion speichert,
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. 2839A64
welche von der zentralen Station gesendet wird, und bestimmt,
ob die empfangene Adresse dieselbe ist wie die der entfernten
Station vorher zugeordnete Adresse.
Die entfernte Adressenidentifizierlogikstufe 33 enthält eine
Adressen- und Instruktionsaufwärtszählerstufe 34-* die die
Start- und Markierungsimpulse von dem digitalen Decodierer 32 empfängt und die Adresse und die Instruktion entsprechend
den Start- und Markierungsimpulsen speichert· Eine Instruktionssteuerstufe 34-a» di© mit der Adressen- und Instruktionsaufwärtszählerstufe
34- verbunden ist, stellt ein fakultatives Merkmal dar. Wie schon erwähnt wurde, fühifcbei der bevorzugten
Ausführungsform die entfernte Station nur eine Funktion durch, und demzufolge können die Instruktionssteuerstufe
und der Instruktionsteil der Adressen- und Instruktionsaufwärtszählerstufe weggelassen werden. Die Adressenaufwärtszahlerstufe
34-» die ferner so geschaltet ist, daß sie den
120-Taktimpuls der Stromversorgungs- und Taktquelle 33 empfängt, weist eine Mehrzahl von digitalen Aufwärtszählern
auf. Diese digitalen Aufwärtszähler zählen die Anzahl von
Perioden (120 Taktimpulse), die zwischen den Start- und Markierungsimpulsen auftreten, welche von dem digitalen Decodierer
J2 zugeführt werden. Die in der Adressen-Aufwärtszählerstufe
34- gespeicherte Adresse wird dann in dem Adressenvergleicher
35 mit einer vorher zugeteilten Adresse verglichen, die dem Adressenvergleicher 35 von einer Adressen-Vorspeicherstufe
36 zugeführt wird. Wenn die vorher zugeteilte Adresse in der Adressen-Vorspeicherstufe 36 mit der
in der Adressen-Aufwärtszählerstufe 34- gespeicherten Adresse
übereinstimmt, legt der Adressen-Vergleicher 35 einen Aktivierungsimpuls an die entfernte Antwortlogikstufe 37.
Die entfernte Antwortlogikstufe 3? enthalt eine Adressen-Abwarts
zähler stufe 38 und eine Mehrzahl von Ziffern-Abwärts-
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zählerstufen 39-43. Die Adressen-Abwärtszählerstufe 38 ist
ferner mit der Adressen-Vorspeiclierstufe 36 verbunden. Die
Adressen-Abwärtszählerstufe 38 zählt abwärts von der vorher
zugeteilten Adresse der entfernten Station synchron mit dem 120-Taktimpuls, der von der Stromversorgung- und Taktquelle
33 zugeführt wird. Start- und MarfcLerungsidentifizierungsimpulse
werden von der Adressen-Abwärtszählerstufe 38 dem digitalen Codierer 44 zugeführt. Jeder dieser Identifizierungsimpulse zeigt die Anzahl von Perioden (120 Taktimpulse) an,
die von jedem der digitalen Abwärtszähler in der Adressen-Abwärtszählerstufe
38 benötigt werden, um auf Null abwärts zu zählen. Die Abwärtszählerstufen 39-43 der entfernten Antwortlogikstufe
37 sind mit dem Meßwerteodierer 45 verbunden.
Der Heßwertcodierer 45 führt den Ziffern-Abwärtszählerstufen
39-43 digitale Information zu, die von den in dieser entfernten
Station befindlichen Wattstunden-Meßgeräten stammen. Da der Aufbau eines solchen Meßwertcodierers 45 bekannt ist,
werden hier keine weiteren Einzelheiten beschrieben. Z. B. kann der Meßwertcodierer 45 aus einem zur Zeit erhältlichen
Faseroptik-Codierer bestehen. Dieser Meßwert wird in digitalen Abwärtszählern gespeichert, die sich in jeder der
Ziffern-Abwärtszählerstufen 39-43 befinden,welche diese digitale Information darstellende Markierungsidentifizierungsimpulse
dem digitalen Codierer 44 zuführen. Die erste Ziffern-Abwärtszählerstufe 39 wird durch einen Aktivierungsimpuls aktiviert, der von der Adressen-Abwärtszählerstufe
38 zugeführt wird. Die übrigen Ziffern-Abwärtszählerstufen 40-43 werden dann nacheinander in ähnlicher Weise aktiviert.
Die Markierungsidentifizierungsimpulse, die von der entfernten Antwortlogikstufe 37 dem digitalen Codierer 44
zugeführt werden, zeigen die Anzahl von Perioden (120 Taktimpulse) an, die dazu erforderlich sind, Jeden der in den
Abwärtszählerstufen 38-43 befindlichen digitalen Zähler auf Null herunter zu zählen.
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2833464
Der digitale Codierer 44 in der entfernten Station arbeitet in ähnlicher Weise wie der digitale Codierer 16 in
der zentralen Station. Das XPMT-Impulssignal von der Stromversorgungs-
und Taktquelle 33 wird dem digitalen Codierer
44 zugeführt, um diesen dazu zu aktivieren, Markierungsimpulse in dem Markierüngsimpulssignal zur richtigen Zeit
zu erzeugen. Zusätzlich verwendet der digitale Codierer
das XTMB-Impuls signal dazu, jeden der Markierungsimpulse
des Datenmarkierungsimpulssignals einer Impulscodierung zu
unterwerfen, um Signalsicherheit zu gewährleisten. Die
Schaltungsanordnung für den digitalen Codierer 44 wird im
einzelnen in Fig.- 11B gezeigt und später beschrieben.
Das von dem digitalen Codierer 44 erzeugte Markierungsimpulssignal
wird der TTL/R]?- Interface stufe 46 und dem
RF-Sender 47 zugeführt zwecks Aussendung zu der in Fig. 2
gezeigten zentralen Station. Die TTL/RF-Interfacestufe 46
und der RF-Sender 47 sind ähnlich der TTL/RF-Interfacestufe
18 und dem RF-Sender 19 der zentralen Station und sind von
bekannter Bauart und brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben
zu werden.
Die Arbeitsweise der in Fig. 2 gezeigten zentralen Station und der in Fig. 3 gezeigten entfernten Station wird nun beschrieben.
Wenn die zentrale Steuerung 10 in Fig. 2 dazu
aktiviert wird, eine Anfrage an eine bestimmte entfernte
Station zu.senden, wird die Adresse dieser entfernten Station
zu der Adressenlogikstufe 13 der Abfragelogikstufe 11 geführt. Wenn z. B. das System dazu ausgebildet ist, eine aus
drei Ziffern bestehende Adresse zu handhaben, weist die Adressenlogikstufe
13 drei digitale Abwärtszähler auf, von denen
einer der Hunderter-Ziffer, ein anderer der Zehner-Ziffer
und ein dritter der Einer-Ziffer zugeordnet ist. Die Hunderter-Ziffer, die Zehner-Ziffer und die Einer-Ziffer werden
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dem jeweiligen digitalen Abwärtszähler zugeführt. Eine
fakultativ vorgesehene Instruktionsziffer wird der Instruktionslogikstufe
14 der Abfragelogikstufe 11 zugeführt. Diese Instruktionsziffer stellt den Instruktionsbefehl für
die betroffene entfernte Station dar, die von der zentralen Steuerung 10 adressiert wurde. Wenn diese verlangten Schritte
vollendet worden sind, aktiviert die zentrale Steuerung 10 den Aktivierungsimpulseingang der Startcodelogikstufe 12
der Abfragelogikstufe 11. Die Startcodelogikstufe 12 sendet dann einen oder mehrere aufeinanderfolgende Startidentifizierungsimpulse
zu dem digitalen Codierer 16. Die Erzeugung des letzten dieser Startidentifizierungsimpulse von der Startcodelogikstufe
12 aktiviert automatisch die Adressenlogikstufe 13· Wieder wird unter der Annahme einer aus drei Ziffern
bestehenden Adresse der die Hunderter—Ziffer darstellende Abwärtszähler zuerst aktiviert und zählt abwärts synchron
zu dem 120-Taktimpuls von dem numerischen Wert der von der
zentralen Steuerung 10 eingeführten Ziffer bis zu dem numerischen
Wert Null; an diesem Punkt sendet diese Stufe einen Markierungsidentifizierungsimpuls zu dem digitalen Codierer
16. Bei Erreichen des Wertes Null aktiviert der Hunderterziffer-Abwärtszähler in der Adressenlogikstufe 13· den
Zehnerziffer-Abwärtszähler. Der Zehnerziffer-Abwärtszähler zählt dann abwärts synchron zu dem 120-Taktimpuls von dem
numerischen Wert der von der zentralen Steuerung 10 darin eingespeicherten Ziffer bis zu dem numerischen Wert Null,
bei dem sie dann einen Markierungsidentifizierungsimpuls zu dem digitalen Codierer 16 sendet. Bei Erreichen des
Wertes Null aktiviert der Zehnerziffer-Abwärtszahler den
Einerziffer-Abwärtszähler, der dann das Abwärtszählen synchron zu dem 120-Taktimpuls in derselben Weise, wie vorher
beschrieben fortsetzt. Wenn der Einerziffer-Abwärtszähler den Wert Null erreicht, wird ein Markierungsidentifizierungsimpuls
zu dem digitalen Codierer 16 gesandt und ein Akti-
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' ■ - 39 -
vierungsimpuls wird der fakultativ vorgesehenen Instruktionslogikstufe
14 zugeführt. Wieder zählen der Abwärtszähler oder die Abwärtszähler in der Instruktionslogikstufe 14 in
derselben Weise abwärts. Bei Erreichen des Wertes Null werden Markierungsidentifizierungsimpulse dem digitalen
Codierer 16 nach Maßgabe der Abwärtszählung der Instruktiöns-Abwärtszähler
zugeführt.
Jeder von dem digitalen Codierer 16 empfangene Identifizierungsimpuls
wird mit einem ZPMT-Impuls des XTMT-Impulssignals
synchronisiert, welches von der Stromversorgungsund Takt quelle 15 abgeleitet wird, die mit dem Energieverteilungssystem verbunden ist. Dieses XIMT-Impulssignal dient
als Referenzsignal für das beschriebene Nachrichtensystem. Zur richtigen Zeit aktiviert der digitale Codierer 16 den
HP-Sender, indem er dem EP-Sender ■ 19 ein Markierungsimpulssignal
zuführt, welches die Start- und Markierungsimpulse darstellt. Diese Start- und Markierungsimpulse identifizieren
die Anzahl von Perioden (120 Taktimpulse) zwischen jedem der
Identifizierungsimpulse, die von der Abfragelogikstufe 11
zugeführt werden. Die Anzahl von Perioden (120 Taktimpulse)
zwischen dem letzten von der Abfragelogikstufe 11 zugeführten
Startimpuls und dem ersten zugeführten Identifizierungsimpuls
zeigt den numerischen Wert der Hunderter-Ziffer an. Die Anzahl
von.Perioden zwischen dem ersten Identifizierungsimpuls und
dem zweiten Identifizierungsimpuls zeigt den numerischen Wert der Zehner-Ziffer an. Die Anzahl von Perioden zwischen
dem. zweiten Identifizierungsimpuls und dem dritten Identi—
fizierungsimpuls zeigt den numerischen Wert der Einer-Ziffer
der befragten entfernten Station an. Schließlich zeigt die
Anzahl von Perioden zwischen dem dritten Identifizierungsimpuls und dem vierten Identifizierungsimpuls den numerischen
Wert der Instruktionsziffer für die betroffene entfernte Station an. Somit wird eine ganze Population von entfernten
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Stationen von dem von der Startcodelogikstufe 12 erzeugten
Startcode überwacht· Ein bestimmtes Mitglied dieser Population
wird dann von dem Adressencode der Adressenlogikstufe 13 identifiziert, und eine von vielen möglichen Instruktionen
wird zu dieser entfernten Station von der Instruktionslogikstufe
14 gesandt. Das Markierungsimpulssignal, welches diese von dem digitalen Codierer 16 erzeugten Start- und Markierungsimpulse
darstellt, wird von dem RF-Sender 19 als moduliertes
EF-Signal gesendet.
Das von dem EF-Sender 19 in der zentralen Station gesendete
Signal wird von dem KP-Empfänger 30 in der entfernten Station
empfangen, die ein Markierungsimpulssignal dem digitalen Decodierer 32 zuführt. Der digitale Decodierer 32 bestimmt, ob
jeder der Markierungsimpulse des Markierungsimpulssignals mit der Zeitperiode eines XTMT-Impulses des XTMT-Impulssignals
übereinstimmt und ferner ab jeder dieser Datenimpulse richtig impulscodiert ist. Wenn diese Bedingungen befriedigt
werden, werden die Markierungsimpulse von dem digitalen Decodierer 32 akzeptiert. Wenn die erforderliche Anzahl von
Startidentifizierungsimpulsen von der entfernten Station empfangen wird und nacheinander von dem digitalen Decodierer
32 akzeptiert wird, wird diese Gruppe von Startidentifizierungsimpulsen als rechtmäßiger Startcode akzeptiert. Die
Akzeptierung dieses Startcodes aktiviert unmittelbar die Adressen-Aufwärtszählerstufe 3^ in der Adressenidentifizierlogikstufe
33· Wieder wird unter der Annahme, daß eine aus drei Ziffern bestehende Adresse von der zentralen Station
gesendet worden ist, der Hunderterziffer-Aufwärtszähler der Adressen-Aufwärtszählerstufe 34 zuerst aktiviert. Dieser
Aufwärtszähler zählt 120 Taktimpulse bis zu dem Zeitpunkt,
in dem der nächste Identifizierimpuls von dem digitalen Decodierer
32 akzeptiert wird. Wenn dies auftritt, hält dieser nächste Identifizierimpuls den Hunderterziffer-Aufwärtszähler
030013/008 9
an und aktiviert den Zeh^erziffer—Aufwärtszähler. Der Zehnerziffer-Aufwärtszähler zählt nun 120 Taktimpulse bis zu der
Zeit, in der der nächste Identifizierimpuls von dem digitalen
Decodierer 32 akzeptiert wird. Wiederum hält, wenn dies auftritt, dieser Identifizierimpuls den Zehnerziffer-Aufwärtszähler an und aktiviert den Einerziffer-Aufwärtszähler.
Der Einerziffer-Aufwärtszähler und der Instruktionsziffer-Aufwärtszähler
in der Adressen- und Instruktions-Aufwärtszählerstufe
34- arbeiten in ähnlicher Weise. Diese Identifizierimpulse identifizieren die Anzahl von Perioden (120
Taktimpülse) zwischen dem Startimpuls und dem ersten Markierungsimpuls , wobei diese Anzahl der numerische Wert der
Hunderterziffer ist, die Anzahl von Perioden zwischen dem
ersten und zweiten Markierungsimpuls, wobei diese Anzahl der numerische Wert der Zehnerziffer ist, die Anzahl von
Perioden zwischen dem zweiten und dritten Markierungsimpuls,
wobei diese Anzahl der numerische Wert der Einerziffer ist,
Und die Anzahl von Perioden zwischen dem dritten und vierten
Markierungsimpuls, wobei diese Anzahl der numerische Wert
der Instruktionsziffer ist.
Die Adressenidentifizierstufe 33 der entfernten Station vergleicht
als nächstes die in der Adressen-Aufwärtszählerstufe
34- gespeicherte Adresse mit einer vorgespeicherten Adresse,
die in der Adressen-Vorspeicherstufe 36 enthalten ist. Wenn die Werte, die in dem Hunderterziffer-Aufwärtszähler, dem
Zehnerziffer-Aufwärtszähler und dem Einerziffer-Aufwärtszähler
gespeichert sind, mit den Werten der vorgespeicherten
Hunderter-, Zehner- und Einerziffern übereinstimmen, akzeptiert die entfernte Station die gesamte Folge als eine eindeutige Befragung. Diese Akzeptierung aktiviert die fakultativ
vorgesehene Instruktionssteuerstufe 34a. Diese Instruktionssteuerstufe
kann zwar dazu ausgebildet sein, irgendeinen einer Anzahl von verschiedenen Befehlen in der
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ORIGINAL INSPECTED
entfernten Station durchzuführen; die Anordnung von Ifig. 3
ist jedoch dazu ausgebildet, nur einen Befehl durchzuführen, nämlich das automatische Ablesen des in dieser bestimmten
entfernten Station befindlichen Wattstunden-Meßgeräts.
Nimmt man nun an, daß die empfangene Instruktionsziffer eine
automatische Ablesung des Wattstunden-Meßgeräts in der entfernten Station verlangt, so aktiviert die von dem Vergleicher
35 festgestellte Übereinstimmung der vorgespeicherten Adresse mit der gesendeten Adresse die Adressen-Abwärtszählerstufe
38 der Antwortlogikstufe 37» die die in der Vorspeicherstufe 36 vorgespeicherte Adresse empfängt. Der
Hunderterziffer-Abwärtszähler, der Zehnerziffer-Abwärtszähler
und der Einerziffer-Abwärtszähler der Adressen-Abwärtszählerstufe 38 werden nacheinander aktiviert. Jeder dieser
Abwärtszähler zählt bis auf Null herab und sendet bei Erreichen des Wertes Null einen Identifizierimpuls zu dem digitalen
Codierer 44. Jeder dieser Identifizierimpulse zeigt die Anzahl von Perioden (120 Taktimpulse) zwischen Identifizierimpulsen
an, wobei diese Anzahl der numerische Wert jeder in diesen Abwärtszählern gespeicherten Ziffern ist. Die
Abwärtszähler in den Abwärts zählerstufen 39-4-3 werden ständig mit digitaler Information von dem Meßwert codierer 45 versorgt.
Der digitale Codierer 44- empfängt die Start- und Markierungsidentifizierungsimpulse
von der Antwortlogikstufe 37 und erzeugt ein Markierungsimpulssignal, welches zu der TTL/RF-Interfacestufe
45 und dem Ri1-Sender 47 gesandt wird. Wenn
der digitale Codierer 44 einen Identifizierimpuls empfängt, ermöglicht er, daß der nächste synchronisierte XTMT-Impuls
von der Stromversorgungs- und Taktquelle 33 den HP-Sender
aktiviert. Somit werden eine Reihe von RF-Identifizierimpulsen,
welche die Adresse der entfernten Station und den
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Meßwert darstellen, zu der zentralen Station synchron zu
dem 2EMT-Impulssignal übertragen, welches über die Energieleitungen
des Energieverteilungssystems zugeführt wird. Zusätzlich codiert der digitale Codierer 44 die Markierungsimpulse in dem Markierungssignal in vorbestimmter Weise,
so daß diese Markierungsimpulse in eindeutiger Weise von der zentralen Station identifiziert werden können.
Die zentrale Station empfängt das RF-Signal, welches von
dem EP-Sender 47 der entfernten Station erzeugt wurde, und
führt EF-Identifizierimpulse zu der EF/DTL-Interfacestufe 21,
die ein Markierungsimpulssignal dem digitalen Decodierer 22
der zentralen Station zuführt· Der XTMT-Impuls, der von der
Stromversorgungs- und Taktquelle I5 der zentralen Station
zugeführt wird, wird von dem digitalen Decodierer 22 als
Referenzsignal benutzt. Dieser digitale Decodierer 22 bestimmt ähnlich wie der digitale Decodierer 52 in der entfernten
Station von Fig. 3, ob die Markierungsimpulse des Markierungssignals akzeptierbar sind. Jedoch empfängt der
digitale Decodierer 22 in der zentralen Station keinen vorgewählten Startcode von der entfernten Station, weil er durch
den Aktivierungsimpuls von dem Sendeteil der zentralen Station
aktiviert wird. Wenn die Signale als akzeptierbar befunden
werden, erzeugt der digitale Decodierer 22 Start- und Markierungsimpülse,
die der Antwortlogikstufe 23 zugeführt werden. Diese Start- und Markierungsimpulse aktivieren die digitalen Aufwärtszähler in den Aufwärts zählerstufen 24-29 der
Antwortlogikstufe 23. Der Hunderterziffer-Aufwärtszähler wird von dem Startimpuls aktiviert und beginnt zu zählen, bis der
erste Markierungsidentifizierimpuls von der Antwortlogikstufe 23 empfangen wird. Dieser erste Markierungsimpuls stoppt den
Hunderterziffer-Aufwärtszähler der Adressen-Aufwärtszählerstufe
24 und startet den Zehnerziffer-Aufwärtszähler. In
ähnlicher Weise betätigen die nachfolgenden Markierungsimpulse
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von dem digitalen Decodierer 22 jeden der Aufwärtszähler
in den Aufwärtszählerstufen 24-29. Die Adresse der antwortenden
entfernten Station wird in der Adressen-Aufwartszählerstufe 24 gespeichert, und die digitale Information von
dem Meßwertcodierer 45 der entfernten Station wird in den
Ziffern-Aufwärtszählerstufen 25-29 gespeichert. Jeder der
Aufwärtszähler in den Aufwärtεzählerstufen 24-29 zählt die
Anzahl von Perioden (120 Taktimpulse) zwischen Identifizierimpulsen. Wenn jeder dieser Aufwärtszähler aktiviert
worden ist, wird die darin gespeicherte digitale Information der zentralen Antwort- und Wiedergabeeinheit 1OB
zugeführt.
Das Nachrichtensystem der Fig. 2 und 3 ist dazu imstande,
eine Gruppe von entfernten Stationen zu überwachen, ein einzelnes Hitglied dieser Gruppe zu identifizieren, einem
solchen einzelnen Hitglied eine Instruktion zu erteilen und digitale Information von diesem einzelnen Mitglied der zentralen
Station zu übermitteln. Diese digitale Information enthält die Adresse des auf die Anfrage antwortenden einzelnen
Hitglieds zusätzlich zu der gewünschten digitalen Information, die bei der bevorzugten Ausführungsform den momentanen
Meßwert eines Wattstunden-Meßgeräts darstellt. Obwohl die verstrichene reale Zeit der gesamten Befragungstätigkeit
von der Befehlserzeugung in der zentralen Station bis zu der
Befehlsbeantwortung von dem tatsächlichen Wert der übertragenen Ziffern abhängt, läßt sich abschätzen, daß diese verstrichene
Zeit zwischen 350 und 900 ms liegt. Im Durchschnitt
beträgt daher die zur Befragung und zur Beantwortung erforderliche Zeit etwas mehr als eine halbe Sekunde.
Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm der Stromversorgungsund Taktquelle 15 der zentralen Station von Fig. 2. Diese
Stromversorgungs- und Taktquelle ist ähnlich der Stromver-
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ORIGINAL INSPECTED
sorgungs- und Taktquelle 33a der entfernten Station, die in
Fig. 8 gezeigt'wird. Die von der Stromversorgungs- und Taktquelle von -^ig. 4 erzeugten Wellenformen werden in Fig. 5
gezeigt und werden in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben. Die
Stromversorgungs- und Taktquelle von Fig. 4 wird von einer
Wechselspannung von 120 V und 60 Hz versorgt, die über die
Energieleitungen des Energieverteilungssystems zugeführt wird. Diese Stromversorgung wird über einen Ein/Aus-Schalter
80 einem Reduziertransformätor 81 zugeführt. Der Reduziertransformator
81 ist mit einem Brückengleichrichter 82 und einer üblichen Spannungsregelstufe 83 verbunden, die den
integrierten Schaltungen der zentralen Station, die in Fig.
6 und 7 gezeigt werden, die Spannung VCC zuführt. Da der
Spannungsregler 83 von üblicher Bauart ist, wird er nicht im
einzelnen beschrieben. Der Reduziertransformator 81 ist ferner
über einen Ganzwellengleichrichter, der von den Dioden 84 und
85 gebildet wird, mit einem monostabilen Multivibrator 86
verbunden. Der monostabile Multivibrator 86 ist vorzugsweise
eine integrierte Schaltung des Typs SN74121, wobei Jedoch
auch andere Multivibratortypen Anwendung finden können. Der
Multivibrator 86 ist mit einer Vorspannstufe verbunden enthaltend das Widerstandsnetzwerk 87 und den Kondensator 88
sowie eine externe Zeitsteuerungsstufe,' die von dem Kondensator 89 und dem Widerstand 90 gebildet wird. Diese externe
Zeitsteuerungsstufe verleiht dem monostabilen Multivibrator
86 eine Taktperiode von etwa 4 ms. Der Q-Ausgang des monostabilen
Multivibrators 86 ist der XTMT-Impuls, der als Wellenform b in Fig. 5 gezeigt wird. Der andere Ausgang
des monostabilen Multivibrators 86, der zu der Wellenform b von Fig. 5 komplementär ist, wird dem monostabilen Multivibrator 91 über den Widerstand 92 und den Kondensator 93
zugeführt. Dieser monostabile Multivibrator hat ebenfalls eine externe Zeitsteuerungsstufe, die von dem Kondensator
94 und dem Widerstand 95 gebildet wird und dem monostabilen
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Multivibrator 91 eine Zeitkonstante von 2 ms verleiht. Der Q-Ausgang
des monostabilen Multivibrators 91 ist der in Fig. 5 als Wellenform c gezeigte Verzögerungsimpuls. Der andere Ausgang
des monostabilen Multivibrators 91 ist über eine Vorspannstufe 96 mit dem monostabilen Multivibrator 97 verbunden.
Dieser monostabile Multivibrator 97 ist vorzugsweise vom selben Typ wie die monostabilen Multivibratoren 86 und 91«
Der monostabile Multivibrator 97 bat ebenfalls eine externe
Zeitsteuerungsstufe 98, die den monostabilen Multivibrator 97 dazu veranlaßt, den 120-Taktimpuls gemäß Wellenform d in
Pig. 5 zu erzeugen. Dieser 120-Taktimpuls ist an ein
NAND-Glied 99 angeschlossen, welches einen zweiten Eingang aufweist, der von der Abfragelogikstufe der zentralen Station
von *ig. 6 beaufschlagt wird. Die Funktion dieses NAND-Gliedes 99 wird später in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben.
Die in Fig. 5 gezeigten Wellenformen, die von der
Stromversorgungs- und Taktquelle von -^ig. 4· erzeugt werden,
werden in dem Nachrichtensystem als Referenz- oder Zeitsteuerungssignal
für die zentrale Station verwendet. Ähnliche Referenz- oder Zeitsteuerungssignale werden von der Stromversorgungs-
und Taktquelle gemäß Fig. 9 für die entfernte Station erzeugt.
Fig. 6 zeigt die Abfragelogikstufe 11 und die zentrale Steuerung
1OA der zentralen Station von Fig. 2. Bei der in Fig. 6
gezeigten Ausführungsform enthält die zentrale Steuerung 1OA
mehrere manuelle Schalter zur Einleitung des Betriebs der Abfragelogikstufe und zur Versorgung der Abfragelogikstufe
mit der zugeteilten Adresse einer bestimmten entfernten Station. Wie vorher erwähnt wurde, kann die zentrale Steuerung
1OA auch andere Ausbildungen als die manuelle Schalteranordnung gemäß Fig. 6 aufweisen. Z. B. kann statt der Verwendung
einer Vielzahl von manuellen Schaltern gemäß Fig. 6 der Betrieb der Abfragelogikstufe von Fig. 6 durch einen Computer
oder eine Datenverarbeitungsanlage eingeleitet werden.
030013/0089
" ORIGINAL INSPECTED
Die Adresse einer bestimmten entfernten Station wird gekennzeichnet durch Einstellung der manuellen Schalter 101-108,
die mit den Eingängen der digitalen Zähler 110 und 112 verbunden
sind. Der Zähler 110 ist der Zehnerziffer-Abwärtszähler
und der Zähler 112 ist der Einerziffer-Abwärtszähler.
Die gekennzeichnete Adresse wird durch Wiedergabevorrichtungen 114 und 116, die mit den Ausgängen der Zähler 110 und
112 verbunden sind, optisch wiedergegeben. Nachdem die manuellen
Schalter 101-108 eingestellt worden sind, wird der Adressenladeschalter 118 betätigt, um die Zähler 110 und
112 zu laden. Dies ermöglicht es den Zählern, die von den
manuellen Schaltern 101-108 gekennzeichnete Adresse zu
speichern.
Der Übertragungsschalter 126 leitet die Erzeugung des Startcodes für die Abfragelogikstufe von Fig.,6 ein. Dieser Übertragungsschalter 126 triggert den monostabilen Multivibrator
128. Der monostabile Multivibrator 128 besteht ebenso wie die anderen monostabilen Multivibratoren von Eig. 6
vorzugsweise aus einer integrierten Schaltung des Typs SN74121, obgleich auch andere Typen von monostabilen
Multivibratoren verwendet werden können. Eine externe Zeit— Steuerungsstufe 134 stellt die Zeitkonstante des monostabilen
Multivibrators 128 auf ungefähr 8 ms ein. Der Ausgang
des monostabilen Multivibrators ist mit dem NAND-Glied 136
verbunden, dessem zweiten Eingang der 120-Taktimpuls der
Stromversorgungs- und Zeitsteuerungsstufe von Fig. 4 zugeführt
wird. Die Verknüpfung des Ausgangs des monostabilen Multivibrators 128 und des 120-Talrbimpulses im NAND-Glied
136 führt zur Erzeugung eines einzigen Ausgangsimpulses, der zum Triggern des monostabilen Multivibrators 138 benutzt
wird. Der monostabile Multivibrator 138 hat eine externe ZeitSteuerungsstufe 140, die den monostabilen Multivibrator
138 dazu veranlaßt, einen Ausgangsimpuls genügender
030013/0089 nBiriMA
ORIGINAL INSPECTED
2939464
Länge zu erzeugen, was zu einem Startcode führt, der drei Startimpulse aufweist. Die Zeitkonstante des monostabilen
Multivibrators 138 ist auf ungefähr 22 ms eingestellt. Der Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators 138 ist mit einem
NAND-Tor 14-2 verbunden, dessen zweiter Eingang den XTMT-Impuls empfängt, der von der Stromversorgungs- und Taktquelle
von Fig. 4 zugeführt wird. Die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators 138 ist größer als die Zeitspanne,
die dazu erforderlich ist drei XTMT-Impulse des
Sendeimpulssignals dem NAND-Glied 14-2 zuzuführen. Die drei
Startimpulssignale, die am Ausgang des NAND-Glieds 14-2 erzeugt werden, werden dem NAND-Glied 144- zugeführt, welches
den Startcode dem digitalen Codierer 16 von Fig· 2 zuführt. Der digitale Codierer 16, der mit dem in Fig. 11B für die
entfernten Stationen gezeigten digitalen Codierer identisch ist, führt dem EF-Sender der zentralen Station ein Markierungsimpulssignal zu.
Ein zweiter Ausgang des monostabilen Multivibrators 138
wird dazu benutzt, Zähltaktimpulse den digitalen Zahlern 110 und 112 zuzuführen. Dieser Ausgang des monostabilen
Multivibrators 138 ist mit dem Takteingang des JK-Flipflops
146 verbunden. Der Q-Ausgang des JK-Flipflops 146 ist mit einem der Eingänge jedes der NAND-Glieder 148, I50 und 152
verbunden. Der Ausgang des NAND-Gliedes 148 ist mit dem Abwärtszähleingang des Einer-Abwärtszählers 112 verbunden,
und das NAND-Glied I50 istmit dem Abwärtszähleingang des
Zehner-AbwärtsZählers 110 verbunden. Die NAND-Glieder 148
und 150 werden abwechselnd von einem weiteren JK-Flipflop
154 beaufschlagt, dessen Q-Ausgang mit einem der Eingänge
des NAND-Gliedes 148 und dessen ^-Ausgang mit einem der
Eingänge des NAND-Gliedes I50 verbunden ist. Da der ^-Ausgang
dieses JK-Flipflops I50 normalerweise hoch eingestellt ist»
wird das" NAND-Glied 15Oj welches mit dem Zehnerziffer-Abwärtszähler
110 verbunden ist, zunächst von dem JK-Flipflop
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v.v;·» ORIGINAL INSPECTED
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betätigt. Nachdem der Zehnerziffer-Abwärtszähler 110
ein Ausgangssignal erzeugt hat, ändert das JK-Flipflop
154 seinen Zustand und betätigt das NAND-Glied 148.
Ein dritter Eingang zu jedem der NAND-Glieder 148 und I50
wird von der Stromversorgungs- und Taktquelle von Fig. 4 versorgt. Diese Eingänge der NAND-Glieder 148 und 150 sind jeweils mit dem Ausgang des NAND-Gliedes 99 in der Stromversorgungsund
Taktquelle verbunden, welches einen Zähltaktimpuls
für die NAND-Glieder 148 und I50 bereitstellt. Die
Eigenschaften dieses Zähltaktimpulses werden teilweise von der in Fig. 6 gezeigten Abfragelogikstufe bestimmt. Jedesmal
wenn ein Ausgangsdatenimpuls durch das NAND-Glied 144 geschickt wird» wird der mit einem der Eingänge des NAND-Gliedes
99 verbundene monostabile Multivibrator 155.durch
das NOR-Glied 158 getriggert. Die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators 156 wird durch das Zeitglied 160
bestimmt. Auf diese Weise wird jedesmal, wenn ein Datenausgangsimpuls
durch das NAND-Glied 144 dem digitalen Codierer der zentralen Station zugeführt wird, der nächste Impuls in
dem 120-Taktimpuls, der an das NAND-Glied 99 angeschlossen
ist, von dem monostabilen Multivibrator 156 unterdrückt.
Demzufolge ist der invertierte 120-Taktimpuls am Ausgang des
NAND-Gliedes 99 der Stromversorgungs- und Taktquelle von
Fig. 4 nicht genau äquivalent zu dem invertierten 120^-Taktimpuls.
Der Zähltaktimpuls, der am Ausgang des NAND-Gliedes 99 erzeugt wird, wird den Abwärtszählern 110 und 112 in der
Abfragelogikstufe über die NAND-Glieder 148 und I50 zugeführt.
Die Ausgänge der Abwartszähler 110 und 112 werden dem digitalen
Codierer über NAND-Glieder 162 und 166 zugeführt. Der
Ausgang des Zehner-Ziffer-Abwärtszählers 110, der mit dem
NAND-Glied 110 verbunden ist, ist über den Inverter 164 mit
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dem NAND-Glied 162 verbunden. Das NAND-Glied 162 hat einen
zweiten Eingang, der von dem ^-Ausgang des JK-Flipflops 154
beaufschlagt wird. Der dritte Eingang des NAND-Gliedes 162
ist der XOMT-Impuls, der in Fig. 5 als Wellenform b gezeigt
wird und der dem NAND-Glied 162 über das NAND-Glied 152 zugeführt
wird. Dieser XÜTHF-Impuls wird als Referenzsignal bei
der Erzeugung des Ausgangsdatenimpulses des NAND-Gliedes 162 benutzt. Der Ausgangsdatenimpuls desKLND-Gliedes 162 wird
dann dem digitalen Codierer der zentralen Station durch das NAND-Glied 144 zugeführt. Der Ausgang des Einerziffer-Abwärtszählers
112 ist mit dem NAND-Glied 166 über den Inverter 168 verbunden. Einer der anderen Eingänge des NAND-Gliedes 166
ist mit dem Q-Ausgang des JK-Flipflops 154- verbunden, welches
seinen Q-Ausgang im Ansprechen auf den Datenimpuls betätigt, der dem NAND-Glied 144 von dem Zehnerziffer-Abwärtszähler
110 zugeführt wird. Das heißt, das JK-Flipflop 154- ändert
seinen Zustand im Ansprechen auf einen Datenimpuls, der von dem Ausgang des NAND-Gliedes 162 bereitgestellt wird. Der
dritte Eingang des NAND-Gliedes 166 empfängt das XDMT-Impulssignal
von dem NAND-Glied 152. Demzufolge sind die Ausgangssignale
der Abwärtszähler 110 und 112 mit dem XTMT-Impulssignal
durch die NAND-Glieder 162 und 166 synchronisiert. Der Ausgangsimpuls des NAND-Gliedes 166 wird über das NOR-Glied
124 dazu benutzt, das JK-Flipflop in dem Sendeteil zu löschen und den Empfangsteil, der in Fig. 7 gezeigt wird,
zu aktivieren.
Obwohl der Betrieb der Anfragelogikstufe der zentralen Station in Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 6 erörtert
worden ist, wird eine kurze Erörterung des Betriebs dieser Stufe zum Verständnis der Erfindung beitragen. Wenn entschieden
worden ist, daß eine Instruktion zu einer bestimmten entfernten Station gesendet werden soll, wird die Adresse dieser
entfernten Station den beiden dekadischen Zählern zugeführt.
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ORIGINAL INSPECTED
Dies kann entweder manuell oder mittels Steuerung durch einen
Computer erfolgen· Der Startcodeteil der Abfragelogikstufe
wird dann aktiviert, und gemäß der bevorzugten Aüsführungsform
von "-Pig· "6 werden drei aufeinanderfolgende Startimpulse dem digitalen Codierer der zentralen Station zugeführt. Die
Erzeugung des dritten Startimpulses aktiviert automatisch den Zehnerziffer-Abwärtszähler 110, der synchron zu dem Zähltaktimpuls
abwärtszählt, der von der Stromversorgungs- und Taktquelle von Pig· 4 zugeführt wird. Der Zehnerziffer-Abwärtszähler
110 zählt von dem numerischen Wert der vorher darin eingespeicherten Ziffer bis auf Null herunter und
schickt be.i diesem Wert einen Ausgangsmarkierungsimpuls zu dem digitalen Codierer. Zusätzlich aktiviert der Markierungsausgangsimpuls
des Zehnerziffer-Ausgangszählers 110 den Abwärts
zähl Vorgang des Einerziffer-Abwärtszählers 112. Demzufolge zählt der Einerziffer-Abwärtszähler 112 in ähnlicher
Weise bis auf Null herunter und erzeugt einen Markierungsausgangsimpuls für den digitalen Codierer. Die von den Abwärtszählern
110 und 112 erzeugten Markierungsausgangsimpulse werden mit einem XTMT-Impuls aus dem XTMT-Impulssignal synchronisiert,
welches von der Stromversorgungs- und Taktquelle von Pig· 4- zugeführt wird. Dieses XTMT-Impulssignal wird aus
der Codierfrequenz des Energieverteilungssystems abgeleitet. Diese ΧΓΜΓ-Impulse ermöglichen es sowohl der zentralen Station
als auch den entfernten Stationen des Verbindungssystems,,
die Anzahl von Perioden (120 Taktimpulse) zwischen den Markierungsimpulsen des Markierungsimpulssignals zu identifizieren.
Auf diese Weise werden die Bezugssignale, die von der
Stromversorgungs- und Taktquelle von Pig. 4 erzeugt werden,
in Kombination mit dem Markierungsimpulssignal, welches durch Radiowellen übertragen wird, dazu benutzt, digitale Information
zwischen der zentralen Station und den entfernten Stationen zu übertragen. .
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Fig. 7 zeigt die Abfragelogikstufe und die zentrale Wiedergabe
für den Empfangsteil der zentralen Station von Fig. 2. Der digitale Decodierer der zentralen Station von Fig. 2
führt der Abfragelogikstufe von Fig. 7 Start- und Markierungsimpulse zu. Der digitale Decodierer für die zentrale Station
erzeugt diese Start- und Harkierungsimpulse aus dem Markierungseingangssignal,
welches aus den entfernten Stationen empfangen wird. Der digitale Decodierer der zentralen Station
ist im Aufbau ähnlich dem in Fig. 9 gezeigten und später beschriebenen digitalen Decodierer der entfernten Station.
Der Codierimpuls von dem in Fig. 6 gezeigten Sendeteil wird den Löscheingängen der digitalen Aufwärtszähler 201-209
der Antwortlogikstufe von Fig. 7 zugeführt; er wird ferner der Sequenzstufe 252 zugeführt um diese dafür vorzubereiten,
Start- und Markierungsimpulse zu empfangen. Der Aufwärtszähler 201 ist der Zehnerziffer-Adressenaufwärtszähler, und der Aufwärtszähler
202 ist der Einerziffer-Adressenaufwärtszähler. Die übrigen Aufwärtszähler 203-207 werden dazu benutzt, die
von der Jeweiligen entfernten Station gesendete digitale
Information zu zählen. Wie in der bevorzugten Ausführungsform gezeigt wird, enthält die von der entfernten Station
gesendete digitale Information fünf Ziffern. Die Ausgänge dieser Aufwärtszähler 201-207 sind mit mehreren Wiedergabevorrichtungen
210-216 verbunden. Z. B. können diese Wiedergabevorrichtungen visuelle Wiedergabevorrichtungen sein,
wie in Fig. 7 gezeigt wird, oder die Ausgänge der Aufwärtszähler 201-207 können mit einem zentralen Computer zwecks
Informationsverarbeitung verbunden sein. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf eine bestimmte Art von Wiedergabevorrichtung begrenzt ist da viele verschiedene Verwertungsmöglichkeiten für die auf die Aufwärtszähler 201-207
übertragene digitale Information bestehen.
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Der Codlerimpuls von dem in Fig· 6 gezeigten Sendeteil
wird ferner dem Takteingang des JK-Flipflops 218 über
den Inverter 220 zugeführt. Das JK-Flipflop 218 steuert
die Verbindung des Zähltaktimpulses der Stromversorgungsund Taktquelle von Fig. 4 mit den Aufwärtszählern 201-207
der Abfragelogikstufe. Der Q-Ausgang des JK-Flipflops
218 ist mit dem NAND-Glied 222 verbunden» dessen zweiter
Eingang den Zähltaktimpuls von der Stromversorgungs- und Taktquelle erhält. Der Ausgang des NAND-Gliedes 222 ist
mit einer Mehrzahl von NAND-Gliedern 224-250 über einen
Inverter 225 verbunden. Somit steuert das JK-Flipflop 218
die Zuführung des Zähltaktimpulses zu den Eingängen der
NAND-Glieder 224-250.
Das JK-Flipflop 218 steuert ferner die Betätigung eines
zweiten Eingangs zu federn dieser NAND-Glieder 224-250 durch
Steuerung des Betriebs der Sequenzstufe 252 und des BCD-Dezimaldeeodierers
254. Der Q-Ausgang des JK-Flipflops
ist mit der Sequenzstufe 252 über das NAND-Glied 256 verbunden. Der andere Eingang des NAND-Gliedes 256 erhält die
Start- und Markierungsimpulse, die von dem digitalen Decodierer der zentralen Station zugeführt werden. Die Koinzidenz
des Q-Ausgangs des JK-Flipflops 218 und Jedes der
Start- und Markierungsimpulse am NAND-Glied 256 befähigt
die Sequenzstufe 252 dazu, ihre Ausgänge zu beaufschlagen. Die Sequenzstufe 252 ist ein Aufwärts/Abwärts-Zähler, der
vorzugsweise eine integrierte Schaltung des Typs SN74192 ist. Die Ausgänge der Sequenzstufe 252 sind mit dem BCD-Dezimaldecodierer
254 verbunden, der mehrere Ausgänge aufweist, von denen je einer mit einem der NAND-Glieder 224-250
verbunden ist. Ein zusätzlicher Ausgang des BCD-Dezimaldecodierers
254 ist mit dem Löscheingang des JK-Flipf lops
218 verbunden. Einer der Inverter 256-242 ist Jeweils mit
einem der Ausgänge des BCD-Dezimaldecodierers 254 verbun-
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den, wobei diese Inverter zu NAND-Gliedern 224-230 führen.
Der BCD-Dezimaldecodierer 234 betätigt nacheinander die
an die NAND-Glieder 224-230 angeschlossenen Ausgänge, Der
Ausgang des Decodierers 234, der mit dem NAND-Glied 224 verbunden ist, wird normalerweise so aktiviert, daß ein
Empfang eines Startimpulses in der Antwortlogikstufe unmittelbar das NAND-Glied 224 aktiviert, welches den Zähltaktimpuls
dem Zehnerziffer-Adressenaufwärtszähler 201 zuführt. Der erste von dem digitalen Decodierer erzeugte Markierungsimpuls gelangt dann zum NAND-Glied 236, welches die
Sequenzstufe 232 und den Decodierer 234 dazu aktiviert, den mit dem NAND-Glied 225 verbundenen Ausgang des Decodierers
234 zu beaufschlagen, so daß das NAND-Glied 225 den Zähltaktimpuls dem Einerziffer-Adressenaufwärtszähler 202
zuführt. In dieser Weise aktivieren die in der Antwortlogikstufe empfangenen Markierungsimpulse den Dezimaldecodierer
234 dazu, nacheinander die mit den NAND-Gliedern 224-230
verbundenen Ausgänge zu beaufschlagen. Diese NAND-Glieder
224-230 betätigen die Aufwärtszähler 201-207, so daß die von der entfernten Station übermittelte digitale Information
in der zentralen Station empfangen wird. Der letzte von der Antwortlogikstufe empfangene Markierungsimpuls aktiviert den
Dezimaldecodierer 234 dazu, das JK-Flipflop 218 zu löschen,
was den Zähltaktimpuls von den NAND-Gliedern 224-230 trennt.
Es wird nun die Arbeitsweise der Antwortlogikstufe von iig.
kurz beschrieben. Wenn ein Datensignal am Empfangsteil der zentralen Station ankommt, decodiert der digitale Decodierer
das Markierungssignal und synchronisiert die Markierungsimpulse in dem Markierungssignal mit den XTMT-Impulsen in
dem XTMT-Impulssignal, welches von der Codefrequenz des
Energieverteilungssystems abgeleitet wurde. Wenn diese Markierungsimpulse in Koinzidenz mit XTMT-Impulsen empfangen
werden, werden die Markierungsimpulse von dem digitalen
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;"■.-■■■'. . 2839484
Decodierer der zentralen Station akzeptiert und der Antwortlogikstufevon
Fig. 7 als Start- und Markierungsimpulse zugeführt. Die Antwort logikstufe von Fig. 7 enthält eine Mehrzahl
von digitalen Aufwärtszählern 201-207, die nacheinander von
den Start- und Markierungsimpulsen betätigt werden.,Der Zähler
201 wird durch einen Aktivierungsimpuls von dem Sendeteil
aktiviert und zählt bis zu dem Zeitpunkt, in dem der erste
von dem digitalen Decodierer kommende Markierungsimpuls
empfangen wird. Der erste Start- oder Markierungsimpuls hat
die Wirkung, das Zählen des Aufwärtszählers 201 zu stoppen und dadurch den Zähler auf eine bestimmte Ziffer festzulegen,
während zur selben Zeit das Zählen des Aufwärts Zählers 202
gestartet wird. Auf diese Weise wird jeder der Aufwärtszähler
201-207 nacheinander von den aufeinanderfolgenden Märkierungsimpulsen gestoppt. Die von der entfernten Station übermittelte
digitale Information wird dann in den Aufwärtszählern 201-207
gespeichert, die dann dazu benutzt werden können, diese digitale
Information einer beliebigen Anzahl von möglichen Ausgangseinheiten zuzuführen.
Das Schaltungsdiagramm für die Stromversorgungs- und Taktquelle
33 in der entfernten Station von Fig. 3 wird in
Fig. 8 gezeigt. Die 60 Hz und 120 V aufweisende elektrische
Energiequelle des Energieverteilungssystems sorgt für die Stromversorgung der Stromversorgungs- und Taktquellen in
der zentralen Station und in den entfernten Stationen. Diese
Stationen sind miteinander verbunden aufgrund ihrer Verbindung mit der 60 Hz Frequenz des Energieverteilungssystems,
welches gleichzeitig die Stromversorgung für jede dieser Stationen bildet. Die Stromquelle 60 in Fig. 8 ist mit einem
Reduziertransformator 61 verbunden, der mit einer üblichen 15 V Eegelstufe 63 verbunden ist, die eine Gleichspannung
von 15 V den in Fig. 9» 11A und 11B gezeigten Schaltungen
der entfernten Station zuführt. Der Transformator 61 ist
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ferner mit einem Brückengleichrichter 64- verbunden, der mit
einem 5 V Spannungsregler 65 verbunden ist. Dieser Regler führt eine Gleichspannung von 5 V den integrierten Schaltungen
der entfernten Station zu, die in Fig. 9» 11A und 11B gezeigt werden. Die Spannungsregler 65 und 65 sind beide von
bekannter Bauart und werden demzufolge hier nicht näher beschrieben.
Die Stromversorgungs- und Taktquelle von Fig. 8 enthält ferner einen Ganzwellengleichrichter bestehend aus
den Dioden D1 und D2, die mit dem Reduziertransformator 61 verbunden sind. Die von dem Ganzwellengleichrichter 66 erzeugte
Spannung wird in dem Zeitdiagramm von Fig. 10 als Wellenform a gezeigt. Diese Spannung ist über ein Widerstands-Kondensator-Netzwerk
enthaltend die Widerstände R1 und R2 und den Kondensator C1 mit dem monostabilen Multivibrator M1 verbunden.
Der monostabile Multivibrator M1 ist eine bekannte integrierte Schaltungskomponente, vorzugsweise vom Typ SN74121
mit komplementären Ausgängen. Die Zeitkonstante (4 ms) für diesen monostabilen Multivibrator wird extern eingestellt
mittels des den Kondensator C2 und den Widerstand R5 enthaltenden Zeitgliedes. Die beiden Ausgänge des monostabilen
Multivibrators M1 werden von Invertern A1 und A2 invertiert; diese Ausgänge werden den entsprechenden Punkten der in Fig. 9»
11A und 11B gezeigten Schaltungen der entfernten Station zugeführt.
Die Ausgangswellenform XIMT des Inverters A2 ist als Wellenform d in Fig. 10 gezeigt, und die Ausgangswellenform
des Inverters Al ist die invertierte Wellenform XTMT.. Der
zweite Ausgang des monostabilen Multivibrators M2, der vorzugsweise vom Typ SN74121 ist, erzeugt eine zweite Wellenform.
Ein zweites Zeitglied enthaltend den Kondensator C3 und den Widerstand R4 ist mit diesem zweiten monostabilen Multivibrator
M2 verbunden. Die Zeitkonstante dieses monostabilen Multivibrators M2 ist auf zwei ms eingestellt. Die zueinander
komplementären Ausgänge dieses monostabilen Multivibrators M2 sind mit Invertern A3 und A4 verbunden, wobei letzterer
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. 2833464
mit der in Fig· 9 gezeigten Schaltung verbunden ist. Der
Ausgang des Inverters A4 ist als Wellenform e in Fig. 10 gezeigt. Der Ausgang des.monostabilen Multivibrators M2,
der mit dem Inverter A4 verbunden ist, ist ferner mit einem dritten monostabilen Multivibrator M3 verbunden. Dieser Multivibrator M3 erzeugt ein weiteres Paar von Wellen—
formen für die in Fig. 9» HA und 11B gezeigten Schaltungen.
Ein Zeitglied enthaltend den Kondensator 04 und den
Widerstand R5 bestimmt die Zeitperiode der von dem monostabilen Multivibrator M3 erzeugten Wellenform* Die Ausgänge
dieses monostabilen Multivibrators M3 sind mit Invert ern A5 und A6 verbunden. Die Ausgangswellenform des
Inverters A6 ist als Wellenform d in Fig. 10 gezeigt.
Der entfernte digitale Decodierer 32 von Fig. 3 wird in
weiteren Einzelheiten in Fig. 9 gezeigt. Das Eingangssignal
für diesen digitalen Decodierer 32 ist das von dem RF-Empfanger
30 und der RF/TTL-Interfaeestufe 31 empfangene Markierungsimpulssignal, welches als Wellenform e in Fig.
gezeigt wird· Die ersten drei Gruppen von Märkierungsimpulsen
in der Wellenform e stellen die drei Startimpulse dar, die von der Startcodelogikstufe 12 von Fig. 2 erzeugt
werden. Die nächsten beiden Gruppen von Impulsen in der .
Wellenform e stellen die beidenMarkierungsimpulsedar,
welche den numerischen Wert der Zehnerziffer und der Einerziffer anzeigen. Die Markierungsimpulse der Wellenform e
werden einem der Eingänge des NAND-Glieds 300 und einem der
Eingänge des NOR-Glieds 301 zugeführt. Die Wellenform f
von Fig. 10, die als Wellenform y in Fig. 12 fortgesetzt
wird, bildet den anderen Eingang des NOR-Glieds 301.Der ■
Ausgang des NOR-Glieds 301 ist als Wellenform g in Fig.
gezeigt. Somit wird das NOR-Glied 301 an seinem Eingang mit Markierungsimpulsen sowohl während des Empfangs von Markierungsimpulsen als auch während der Aussendüng von Mar-
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ORJjGlNAL INSPECTED
kierungsimpulsen versorgt. Die Ausgangswellenform g von Fig. 10 wird dem monostabilen Multivibrator 302 (vorzugsweise
eine integrierte Schaltung vom Typ SN74123N) zugeführt, der
ein externes Widerstands-Kondensator-Zeitglied aufweist, welches mit ihm gemäß Fig. 9 verbunden ist und die Zeitkonstante
des monostabilen Multivibrators 302 bestimmt. Die Wellenform h in Fig. 10 und ihr als Wellenform i gezeigtes
Komplement werden von dem Multivibrator 302 erzeugt. Diese Wellenformen sind die Impulssignale CLEAR und πτ-καβ
für den in Fig. 9 gezeigten Decodierer der entfernten Station und die in Fig. 11A gezeigte entfernte Logikstufe.
Diese CLEiR Impulssignale löschen die logischen Elemente in dem Decodierer und in der entfernten Logikstufe, nachdem
eine Sendung vollendet ist.
Das NAHD-Glied 300, welches mit den Markierungseingangsimpulsen
(Wellenform β in Fig. 10) versorgt wird, erzeugt ein als Wellenform J in Fig. 10 gezeigtes Ausgangsimpulssignale
Diese Wellenform wird dazu benutzt, den als Wellenform η in Fig. 10 gezeigten Rasterpuls zu erzeugen. Dieser
Rasterpuls wird dadurch erzeugt, daß der Ausgang des NAND-Gliedes 300 mit dem Takteingang der JK-Flipflops 304 und
305 verbunden ist. Die Wellenfom j wird zunächst von dem
Inverter 303 invertiert bevor sie als Takteingang dem JK-Flipflop
304 zugeführt wird. Die Ausgangswellenform des Inverters 303 wird als Wellenform k in Fig. 10 gezeigt. Die
Q-Welleniormen der JK-Flipflops 304 und 305 werden als Wellen-
£ onsen 1 und m in Fig. '10 gezeigt und werden zum Erzeugen
des Hasterpulses benutzt. Diese Wellenformen 1 und m werden dem lAID-Glied 306 zugeführt, welches den als Wellenform η
in Fig» 10 gezeigten Rasterimpuls erzeugt.
Die Schaltungsanordnung von Fig. 9 enthält ferner eine Vergleichsstufe
2 die im wesentlichen durch das Schieberegister
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307 und das NAND-Glied 311 gebildet wirdo Das Schieberegister
307 ist vorzugsweise eine integrierte Schaltung vom Typ
SN74I6N, obwohl auch andere Arten von Schieberegistern benutzt
werden können. Wie in der Wellenform e von Fige 10
gezeigt wird, ist Jeder Markierungsimpuls in dom Markierungseingangsimpulssignal'durch
denselben vorgewählten Binärcode
gekennzeichnet. In der in Fig. 9 gezeigten Atisführungsform wird für diesen Binärcode 1-0-1-1 gewählt« Das Schieberegister
307 der Vergleichsstufe ist dafür vorgesehen, jeden
der ankommenden Markierungsimpülse in dem Markierungsimpulssignal
mit diesem vorgewählten Binärcode zu vergleichen* Zur
selben Zeit muß jeder Markierungsimpuls des Markierungseingangsimpulssignals
mit der Rasterimpulswellenform η übereinstimmen,
die von der oben beschriebenen Rasterstufe erzeugt wird. Das heißt, jeder Markierungsimpuls des Markierungs=
eingangsimpulssignals muß sowohl mit einem der Impulse in der Wellenform η von Fig. 10 als auch mit dem Binärcode 1-0-1-1
übereinstimmen. Dies wird in der Weise durchgeführt, daß
die Rasterimpulswellenform η von Fig. 10 ebenso wie die Markierungseingangsimpulssignal-Wellenform
k von Fig. 10 direkt den Eingängen des Schieberegisters 307 augeführt werden. Der
Takteingang für das Schieberegister 307 wird von einer Taktimpulsgeneratorstufe
beaufschlagt, die später beschrieben wird und das NAND-Glied 308 und die monostabilen Multivibratoren
309 und 310 aufweist.
In der bevorzugten Ausführungsform von Fig, 9 ist jeder Markierungsimpuls in der Wellenform e des MarkierungsimpulSisignals
4- ms lang. Ferner enthält der Binärcodes der jede
dieser Gruppen von Markierungsimpulsen' kennzeichnet, vier
Binärzahlen, d. h. der Binärcode ist äquivalent zu 1-0-1-1. Demzufolge muß der Taktimpulsgenerator für das Schieberegister
307 vier Taktimpulse erzeugen während jedes Markierungsimpulses' des Markierungseingangsimpulssignals» Die
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Zeitglieder für die monostabilen Multivibratoren 309 und
310 sind daher so eingestellt., daß diese monostabilen Multivibratoren Tier Taktimpulse mit je einer Länge von 500yus
und einem Abstand von 500 axs erzeugen können· Dies wird in
der Weise erreicht, daß die folgenden Impulssignale dem NAHD-GIied 308 zugeführt werden: der als Wellenform b gezeigte
XlföT-lmpuls; der als Wellenform η gezeigte Rasterimpulsj
der als Wellenform ο gezeigte Übereinstimmungsimpuls; und das Komplement des von dem monostabilen Multivibrator
301 ersengten und als Wellenform r in Pig. 10 gezeigten
Taktimpulses«, Der Ausgang dieses NAND-Gliedes 309» der als
Wellenform ρ in Fig. 10 gezeigt ist, ist mit einem der Eingänge des Hionostabilen Multivibrators 310 verbunden. Der
Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators 310, der als Wellenform
r in Fig. 10 gezeigt ist, ist mit dem Takteingang des Schieberegisters 307 verbunden. Der ^-Ausgang des monostabilen
Multivibrators 310 ist zu einem der Eingänge des NAND-Gliedes 308 zurückgeführt, wie vorher beschrieben wurde· Somit müssen
aufgrund der Zuführung des XTMT-Impulßes zu dem Taktimpulsgenerator
des Schieberegisters 307 die Markierungsimpulse
des Markierungseingangsimpulssignals der entfernten Station
mit einem der Impulse des ΣΤΜΤ-Impulssignals übereinstimmen,
bevor das Übereinstimmungsimpulssignal, welches als Wellenform ο in Fig» 10 gezeigt wird, erzeugt werden kann. Dieses
Übereinstiiamungsimpulssignal wird von dem übrigen Teil des
entfernten digitalen Decodierers von Fig· 9 dazu benutzt, die Start- und Markierungsimpulse zu erzeugen,welche den Betrieb
der Itogikstufe von Fig. 11Ader entfernten Station ermöglichest Me binären 1-Ausgänge des Schieberegisters 307
werden direkt dem zum Vergleichen dienenden NAND-Glied 311
zugeführtQ während der binäre 0-Ausgang des Schieberegisters
307 d©s MläD-Glied 311 über den Inverter 312 zugeführt wird.
Somit maße, daait das NAND-Glied 311 den in Fig. 10 als Wellenform
ο gezeigten Übereinstimmungsimpuls erzeugt, der Binärcode
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1-I in federn Markierungsimpuls des Markierungseingangsimpulssignals
auftreten, und zusätzlich muß fj©d©r dieser
Markierungsimpulse mit einem der als Wellenform b in Pig.
gezeigten XTMÜ-Impulse übereinstimmen·
Das XDMT-Impulssignal, welches als Wellenform b gezeigt wird,
wird von der in Fig. 8 gezeigten Stroisvsrsorgraigs- und Taktquelle
erzeugt, die sich in der entfernten Station befindet. Dieses XTMT-Impulssignal wird von der auf den elektrischen
Leitungen des Energieverteilungssysteias befindlichen 60 Hz
Versorgungsspannung abgeleitet· Dadurch, daß dieses Versorgungssignal zur Erzeugung des XDHT-Impulssignals verwendet
wird, wird das Versorgungssignal von dem digitalen Decodierer des Nachrichtensystems als Referenzsignal bei der Erzeugung
der Start- und Harkierungsimpulse für die entfernte Logikstufe
von Fig. 11A verwendet. Die Verknüpfung dieses Referenzsignals und des Markierungseingangsimpulssignals' ermöglicht
es der entfernten Station, digitale Information zu empfangen. In ähnlicher Weise ermöglicht d@r Decodierer der
zentralen Station, der dem Decodierer in den entfernten Stationen äquivalent ist, daß die zentrale Station digitale
Information empfängt durch Verknüpfung des obigen Referenzsignals und eines von einer der entfernten Stationen gesendeten
Markierungssignals·
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der in der zentralen Station erzeugte Startcode drei aufeinanderfolgende
Datenimpulse· Der digitale Decodierer in jeder der entfernten Stationen ist dazu imstande, die Anzahl
von Datenimpulsen in dem Startcode zu zählens Die in Fig. 9
gezeigte Schaltung enthält eine Startcodeaählstufe, bestehend
aus den JK-Flipflops 312 und 313. Diese JK-Flipflops 312
und 313 sind in solcher Weise geschaltet, daß. sie drei Impulse,
die ihren Takteingängen zugeführt werden, zählen und
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ein mit ihnen verbundenes NAND-Glied 314 dazu aktivieren,
einen Ausgangsimpuls beim Auftreten des dritten Startcodedatenimpulses an den Takteingängen dieser JK-Flipflops 312
und 313 zu erzeugen. Die Takteingänge für diese JK-Flipflops 312 und 313 sind mit dem Ausgang des NAND-Gliedes 315 verbunden
,welches an einem seiner Eingänge den als Wellenform ο in Fig. 10 gezeigten übereinstimmungsimpuls empfängt. Ein zweiter
Eingang des NAND-Gliedes 315 ist der Ausgangsimpuls des
NAND-Gliedss 314. Der Taktimpuls, den das NAND-Glied 315 den
JK-Flipflops 312 und 313 zuführt, wird als Wellenform s in
Pig. 10 gezeigt. Die Q-Ausgangswellenformen der JK-Flipflops
312 und 313 sind als Wellenformen t bzw. u in Fig. 10 gezeigt.
Die Ausgangswellenform dieser Startcodezählstufe, die
an dem Ausgang des NAND-Gliedes 315 erscheint, wird als
Wellenform ν in Fig. 10 gezeigt. Diese Ausgangswellenform ν wird dann von dem Inverter 316 invertiert, was zu der in
Fig. 10 gezeigten invertierten Wellenform y führt.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Startcodezählstufe enthält der in Fig. 9 gezeigte digitale Decodierer ferner eine
Startimpulsrasterstufe, welches ein Zeitraster oder Zeitrahmen
bildets innerhalb dessen die drei Startimpulse des Markierungseingangssignals
empfangen werden müssen und von der oben beschriebenen Startcodezählstufe gezählt werden müssen, bevor
die Logikstufe der entfernten Station gemäß Fig. 11A aktiviert wirdc Diese Startimpulsrasterstufe enthält einen monostabilen
Multivibrator 317» der mit dem Q-Ausgang des JK-Flipflops
318 verbunden ist. Dieses JK-Flipflop 318 empfängt
das Übereinstimmungsimpulssignal, welches als Wellenform ο
in Figo 10 gezeigt ist, und erzeugt an seinem Q-Ausgang die Wellenform ν von Fig. 10. Dieses JK-Flipflop 318 wird über
ein NOK-Glied 319 gelöscht, dessen einer Eingang mit dem oben beschriebenen Löschimpulsgenerator und dessen anderer
Eingang mit einem später beschriebenen Taktgenerator verbun-
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- 63 - *· '-* ■-" : ■■■"
den ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der monostabile Multivibrator 317 eine integrierte Schaltung vom
Typ SN74121N, die ein externes Zeitglied hat, welshes es
der Startcodezählstufe ermöglicht, die ersten drei Impulse (Startimpulse) der in Pig. 10 gezeigten Wellenform ο des
Übereinstimmungsimpulssignals zu zählen. Der Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators 31?» der als Wellenform χ in
Fig. 10 gezeigt wird, ist mit einem der Eingänge des NAND-Gliedes 320 verbunden. Ein anderer Eingang des NAND-Gliedes
320, die Wellenform y, wird von dem Inverter 316 zugeführt,
der mit der Startcodezählstufe verbunden ist«, Ein dritter Eingang des HAND-Gliedes 320 ist die Verzögerungsimpulswellenform
c, die von der Stromversorgungs- und Takt quelle in Pig. erzeugt wird. Die Koinzidenz dieser drei Y/ellenformen am
NAND-Glied 320 zusammen mit dem ^-Ausgang des JK-Flipflops
326, der als Wellenform ζ in Fig. 10 gezeigt wird, führt dazu, daß das NAND-Glied 320 den komplementären Startimpuls
erzeugt, wie in Fig. 9 gezeigt wird. Das NAND-Glied 320 ist ferner mit einem Inverter 321 verbunden, der an seinem Ausgang
den Startimpuls des digitalen Decodierers erzeugt, Dieser Startimpuls wird von dem digitalen Decodierer der in Fig. 11A
gezeigten Logikstufe der entfernten Station zugeführt und
wird ferner dem Takteingang des JK-Flipflops 326 zugeführt. Der komplementäre Startimpuls und der Startimpuls werden in
Fig. 10 als Wellenformen aa bzw. bb gezeigt.
Wie oben erwähnt wurde, wird die Startimpulswellenform bb
ferner dem JK-Flipflop 326 zugeführt, dessen Q-Ausgang sowohl
mit dem" NAND-Glied 322 als auch mit dem oben beschriebenen
NAND-Glied"320 verbunden ist. Das JK-Flipflop 326
betätigt das NAND-Glied 320 während der Erzeugung des Startimpulses und betätigt dann das NAND-Glied 322 während der
Erzeugung der Markierungsimpulse. Der Q-Ausgang des JK-Flipflops 326 ist als Wellenform dd in Fig. 10 gezeigt.
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Ein weiterer Eingang des NAND-Gliedes 322 wird von dem
oben beschriebenen JK-Flipflöp 318 zugeführt. Dieses JK-Flipflop
318 spricht auf die Wellenform ο des Übereinstimmungsimpulssignals
an seinem Takteingang in der Weise an, daß es die Wellenform w von Pig· 10 erzeugt. Das JK-Flipflop
318 wird über das NOR-Glied 319 durch den 120-Taktimpuls
gelöscht, der von der in Fig. 8 gezeigten Stromversorgungs-
und Taktquelle bereitgestellt wird. Der 120-Taktimpuls wird zu dem NOR-Glied 319 über den Inverter
323 und das NOR-Glied 324 geführt, der ferner mit dem Q>
Ausgang des JK-Flipflops 326 verbunden ist. Wie durch die Wellenform cc in Fig. 10 gezeigt wird, wird das JK-Flipflop
318 von dem 120-Taktimpuls immer dann geloscht, wenn der
Q-Ausgang des JK-Flipflops 326 hoch ist. Die Koinzidenz des
Q-Ausgangs des JK-Flipflops 318 und des Q-Ausgangs des JK-Flipflops
326 am NAND-Glied 322 zusammen mit der Verzogerungsimpulswellenform
c veranlaßt das NAND-Glied 322 zur Erzeugung des komplementären Markierungsimpulses, der als Wellenform ee
in Fig. 10 gezeigt wird. Ein Inverter 325 ist mit dem Ausgang
des NAND-Gliedes 322 verbunden, um den Markierungsimpuls zu erzeugen, der der in Fig. 11A gezeigten entfernten Logikstufe
zugeführt wird.
Die Arbeitsweise des digitalen Decodierers von Fig. 9 ist zwar in Verbindung mit den obigen Schaltungselementen und
dem Zeitdiagramm von Fig. 10 beschrieben worden; eine kurze Zusammenfassung der Arbeitsweise dieses digitalen Decodierers
dürfte jedoch das Verständnis der Erfindung vertiefen. Die Markierungsimpulse des von der zentralen Station ausgesandten
Markierungsimpulssignals kommen an dem digitalen Decodierer als Wellenform e in Fig. 10 an. Der digitale Decodierer
vergleicht diese Markierungsimpulse mit dem von der Stromversorgungs- und Taktquelle zugeführten XTMT-Impuls.
Jeder Markierungsimpuls des Markierungseingangsimpulssignals
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wird dann zum Zwecke der Identifizierung digital in vier Teile geteilt· Jeder dieser Teile muß von vorbestiinmter besonderer
Länge sein und muß Mt einem vorgewählten Binärcode übereinstimmen. In anderen Worten maß ^©aer Markierungsimpuls
des Markierungseingangsimpulssignals mit einem XTMT-Impuls
koinzident sein, eine bestimmte Zeitdauer aufweisen und mit einem bestimmten Binärcode übereinstimmen, bevor er von dem
digitalen Decodierer angenommen wird. Drei dieser Markierungsimpulse müssen innerhalb eines vorgegebenen Zeitrasters auftreten,
um von dem digitalen Decodierer als Startcode akzeptiert zu werden. Zusätzliche Markierungsimpulse in dem Markierungseingangsimpulssignal
werden dann von dem digitalen Decodierer akzeptiert, vorausgesetzt, daß sie die obigen
Identifizierungserfordernisse erfüllen. Diese Markierungsimpulse ergeben dann die Erzeugung der von dem digitalen
Decodierer der logischen Stufe von Pig. 11A zugeführten Markierungsimpulse. Diese Markierungsimpulse werden dann von der
Stufe von Fig. 11A dazu benutzt, die von der zentralen Station bezeichnete Adresse zu bestimmen.
Pig. 11A zeigt im einzelnen ein Schaltungsdiagramm für die
entfernte Adressenidentifizierungslogikstufe 33 und die entfernte Antwortlogikstufe 37 von Fig. 3· Diese Schaltung kann
in mehrere Teile unterteilt werden enthaltend einen Zähltaktgeneratör,
einen Adressenzähler, einen Adressenvergleicher, eine Antwort sequenzstufe und eine Mehrzahl von
Antwort zählern. Der Zähltaktgenerator von Fig. 11A erzeugt ein Zähltaktimpulssignal zum ^ortschalten aller in Fig. 11A
gezeigten digitalen Zähler. Dieser Zähltaktgenerator enthält das JK-Flipflop 400, das BÖR-Glied- 401, das NAND-Glied
402 und don Inverter 403. Das JK-Flipflop 400 hat 3- und K-Eingänge,
die gemäß Fig. ha eingestellt sind, und erhält
an seinem Takteingang einen 120-Taktimpuls. Dieser 120-Taktimpuls
wird von der in Fig. 8 gezeigten Stromversorgungs-
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und Taktquelle der entfernten Station abgeleitet· Das JK-Flipflop
400 weist eine mit seinem Löscheingang verbundene Löschstufe auf,bestehend aus dem NOR-Glied 401, dem mehrere
Eingangssignale zugeführt werden, nämlich die Startimpulswellenform b von Fig. 12, die Markierungsimpulswellenform c
von Fig. 12 und die Triggerimpulswellenform y in Fig. 12, die später eingehender beschrieben wird. Die Löschimpulse,
die dem Löscheingang des JK-Flipflops 400 zugeführt werden, bewirken, daß der Q-Ausgang des JK-Flipflops 400 niedrig wird
und niedrig bleibt, bis der nächste 120-faktimpuls an dem
Takteingang des JK-Flipflops 400 erscheint· Der Q-Ausgang
des JK-Flipflops 400, der als Wellenform e in Fig. 12 gezeigt wird,' wird einem NAND-Glied 402 zugeführt, dessen zweitem
Eingang der 12CMDaktimpuls zugeführt wird. Der Ausgang des NAND-Gliedes 402 ist mit dem Inverter 405 verbunden. Die
Koinzidenz des Q-Ausgangs des JK-Flipflops 400 und.der Taktimpulse
des 120-Taktimpulses am NAND-Glied 402 führt zur Erzeugung
des Zähltaktimpulssignals, welches als Wellenform d in Fig. 12 gezeigt ist und am Ausgang des Inverters 403 auftritt.
Die Zähltaktimpulse in dem Zähltaktimpulssignal treten zwischen dem Startimpuls der Wellenform b und dem ersten Markierungsimpuls
der Wellenform c auf und dann zwischen jedem folgenden Markierungsimpuls der Wellenform c. Der Betrieb des
JK-Flipflops 400 zusammen mit dem NAND-Glied 402 verhindert das Auftreten eines mit einem Startimpuls oder einem Markierungsimpuls koinzidenten Zähltaktimpulses. Hinsichtlich des Startimpulses der Wellenform b, des Markierungsimpulses der Wellenform
c und des Zähltaktimpulses der Wellenform d sei darauf hingewiesen, daß irgendeine Anzahl von Zähltaktimpulsen zwischen
dem Startimpuls und dem ersten Markierungsimpuls und jedem der nachfolgenden Markierungsimpulse auftreten kann.
Das heißt, die in Fig. 12 gezeigten Wellenformen zeigen zwar nur einen Zähltaktimpuls, der zwischen jedem der obigen
Start- und Markierungsimpulse auftritt; es können jedoch
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weitere Zähltaktimpulse auftreten je nach der von der zentralen
Station bezeichneten und von der entfernten Station empfangenen Adresse· Dies wird unten im einzelnen beschrieben.
Der Startimpuls der Wellenform b, der der Schaltung von Pig. 11A von dem in Pig· 8 gezeigten digitalen Decodierer
zugeführt wird, wird dem Takteingang des JK-Flipflops 404
zugeführt· Der Q-Ausgang dieses JK-Flipflops 404, der als
Wellenform f in Pig. 12 gezeigt Wird, triggert einen Eingang des NAND-Gliedes 405, dessen zweiter Eingang von dem Zähltaktimpuls
getriggert wird, der von dem Zähltaktgenerator erzeugt wird. Ein Inverter 406 ist mit dem Ausgang des
NAND-Gliedes 405 verbunden. Die Koinzidenz des Q-Ausgangs
des JK-Plipflops 404 und des Zähltaktimpulses am NAND-Glied
405 erzeugt einen Lesezähltaktimpuls, der als Wellenform h
in Fig. 12 gezeigt wird. Dieser Lesezähltaktimpuls wird
den NAND-Gliedern 407 und 408 zugeführt, von denen jedes
einen zweiten Eingang aufweist, der mit dem JK-Flipflop
409 verbunden ist· Der Betrieb des JK-Flipflops 409 wird
von dem in der Wellenform c gezeigten Markierungsimpuls gesteuert, während das JK-Flipflop 404 von dem Startimpuls
der Wellenform b gesteuert wird. Der ^-Ausgang des JK-Flipflops 409 wird dem NAND-Glied 408 zugeführt und wird als
Wellenform g in Fig. 12 gezeigt. Wie aus einem Vergleich dieser jeweiligen Wellenformen hervorgeht, werden die NAND-Glieder
407 und 408, die mit den Ausgängen des JK-Flipflops 409 verbunden sind, abwechselnd betätigt. Das NAND-Glied
408 wird zunächst durch die Koinzidenz des Q-Ausgangs des JK-Plipflops 409 und des Lesetakt impulses der Wellenform
h betätigt. Das NAND-Glied 408 erzeugt eine Ausgangswellenform, die als Wellenform i in Fig. 12 gezeigt wird und dem
Zehnerziffer-Aufwärts/Abwärtszähler 410 zugeführt wird. Der Zehnerziffer-Aufwärts/Abwärtszähler ist vorzugsweise ein
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üblicher reversibler digitaler Aufwärts/Abwärtszähler, wie etwa die integrierte Schaltung vom Typ SN74192;
es können allerdings auch andere Zähler verwendet werden. Der Zehnerziffer-Aufwärts/Abwärtszähler 410 beginnt die
Aufwärtszählung von Null aus im Ansprechen auf die Lesetaktwellenform i von dem NAND-Glied 408· Wenn z. B, die
Lesetaktwellenform i, die von der entfernten Logikstufe erzeugt wird, den in Pig· 12 gezeigten Verlauf hat, zählt
der Zehnerziffer-Aufwärts/Abwärtszahler 410 einen Lesetaktimpuls
und hört dann auf zu zählen. Auf das Auftreten des ersten Markierungsimpulses hin, der in der Wellenform
c von Fig. 12 gezeigt wird, ändert dann das JK-Flipflop
409 seinen Zustand, und das NAND-Glied 407, welches mit mit dem Q-Ausgang des JK-Flipflops 409 verbunden ist,
wird betätigt aufgrund der Koinzidenz des Lesetaktimpulses, der als Wellenform h in Fig. 12 gezeigt wird, und des Q-Ausgangs
des JK-Flipflops 409· Der Ausgang des NAND-Gliedes 407 wird dem Einerziffer-Aufwärts/Abwärtszähler 411 zugeführt,
der das Aufwärtszählen von Null aus beginnt im Ansprechen
auf die von dem NAND-Glied 407 erzeugten Lesetaktimpulse· Diese Lesetaktimpulse werden als Wellenform
j in Fig. 12 gezeigt. Wieder ist der Einerziffer-Aufwärts/
Abwärtszäaler 411 vorzugsweise eine integrierte Schaltung vom Typ SH74192, wobei jedoch auch andere Zähler benutzt
werden können. Gemäß der beispielsweisen Wellenform j in Fig. 12 zählt der Einerziffer-Aufwärts/Abwärtszähler 411
einen Lesetaktimpuls und hört dann auf zu zählen. Somit ist in diesem Beispiel die von der zentralen Station bezeichnete
Adresse der entfernten Station 11. Natürlich können viele unterschiedliche derartige Adressen verwendet
werden. Diese unterschiedlichen Adressen haben eine unterschiedliche Anordnung der Lesetaktimpulse der Wellenformen
h-3 von Fig. 12 zur Folge.
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Das Auftreten des zweiten Markierungsimpulses in der Wellenform c von Pig. 12 bringt das JK-Flipflop 409 in seinen ursprünglichen Zustand zurück· Ferner ist die Koinzidenzbedingung
für das NAND-Glied 412, welches mit dem JK-Flipflop 409
verbunden ist, durch das Auftreten dieses zifeiten Markierungsimpulses erfüllt. Das NAND-Glied 412 ist mit einem Inverter
413 verbunden, der mit dem NOR-Glied 414 verbunden ist. Das. NOR-Glied 414 führt dem JK-Flipflop 404 auf das Auftreten
des zweiten Markierungsimpulses hin einen Löschimpuls zu. Demzufolge wird das JK-Flipflop 404 gelöscht, und es werden
keine weiteren Zähltäktimpulse der Wellenform d von dem NAND-Glied 405 durchgelassen, welches mit dem Q-Ausgang
des JK-Flipflops 404 verbunden ist. Dies beendet den Prozeß
der Identifizierung der gesendeten Adresse, und der nächste Schritt besteht darin, zu bestimmen, ob die gesendete Adresse
dieselbe ist wie die vorgewählte Adresse der entfernten Station.
Die Adressenvergleichsstufe für die Logikstufe der entfernten
Station gemäß Fig. 11A wird von den binären Ausgängen der Aufwärts/Abwärtszähler 410 und 411 gesteuert. Eine erste
Reihe von Invertern 415-422 ist direkt mit jedem der vier binären
Ausgänge Jedes der Aufwärts/Abwärtszähler 410 und 411 verbunden. Eine zweite Reihe von Invertern 423-430 ist mit mehreren
unabhängigen manuellen Schaltern 431-438 verbunden. Diese Schalter 431-438 verbinden jeweils einen der Inverter 423-430
entweder mit einem der binären Ausgänge jedes der Aufwärts-Abwärtszähler
410 und 411 oder mit dem Ausgang eines der Inverter 415-422. Die Schalter 431-438 können in vorgewählter
Weise positioniert sein um dadurch die vorgewählte Adresse dieser in Fig. 11A gezeigten entfernten Station anzuzeigen.
Die Ausgänge der Inverter 423-430 sind an einen gemeinsamen Punkt angeschlossen, der mit dem NAND-Glied 439 verbunden ist.
Dieses NAND-Glied 439 hat einen zweiten Eingang, der mit dem
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Ausgang des Inverters 413 verbunden ist. Dieser zweite Eingang
wird dem NAND-Glied 439 nach dem Auftreten des zweiten Markierungsimpulses der Wellenform c von Fig. 12 zugeführt.
Das von dem NAND-Glied 412 und dem Inverter 413 dem NAND-Glied
439 zugeführte Signal soll anzeigen, daß die von der zentralen Station gesandte Adresse in den Zehnerziffer-Aufwärts/Abwärtszähler
410 und in den Einerziffer-Aufwärts/ Abwärtszähler 411 eingeführt worden ist. Wenn der gemeinsame
Punkt, welcher die Inverter 423-430 mit dem NAND-Glied 439
verbindet, sich auf dem Pegel der binären 1 befindet, tritt
eine Übereinstimmung auf zwischen der bezeichneten Adresse, die von der zentralen Station gesendet wurde, und der vorgewählten
Adresse der in Pig. 11A gezeigten entfernten Station. Bei der in Fig. 11A gezeigten Stellung der Schalter 431-438
hat z, Bo der an dem gemeinsamen Punkt, welcher die Ausgänge
der Inverter 423-430 mit dem NAND-Glied 439 verbindet, erzeugte
Übereinstimmungsimpuls den in Wellenform k von Fig. 12 gezeigten Verlauf. Das Auftreten dieses Übereinstimmungsimpulses
am NAND-Glied 439 bewirkt die Erzeugung eines Taktsignals am Takteingang des JK-Flipflops 440, welches mit dem
Ausgang des NAND-Gliedes 439 verbunden ist. Wenn andererseits die von der zentralen Station ausgesendete bezeichnete Adresse
irgendwie anders ist als die in Fig. 11A gezeigte vorgewählte Adresse der entfernten Station, d. h. anders als die Adresse
11, erzeugt die in Fig. 11A gezeigte Adressenvergleichsstufe der entfernten Station keinen Übereinstimmungsimpuls, und der
Takteingang des JK-Flipflops 440 wird nicht aktiviert. Die
Schalter 431-438 können auf irgendeine Kombination von Positionen
eingestellt werden; jedoch muß die ausgewählte Adresse mit der von der zentralen Station gesendeten Adressenabfragung
übereinstimmenj bevor die entfernte Station antwortet. Gemäß
der Erfindung hat nur eine der entfernten Stationen eine vorgewählte Adresse j die mit der von der zentralen Station gesendeten
bezeichneten Adresse übereinstimmt, und nur diese
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eine Station ist dazu imstande, auf das von der zentralen Station ausgesendete Abfragesignal zu antworten«,
Unter der Annahme, daß ein ordnungsgemäßer Übereinstimmungsimpuls in der Wellenform k von Fig., 12 auftritt, wird die
Koinzidenzbedingung für das NAND-Glied 439 erfüllt, und der
Takteingang des JK-Flipflops 440 wird von dem Ausgang des NAND-Gliedes 439 aktiviert. Demzufolge ändert der Q-Ausgang
des JK-Flipflops 440 seinen Zustand, wie durch die Wellenform
1 in Fig. 12 gezeigt wird. Der Q-Äusgang des JK-Flipflops 440, der mit dem Oszillator des RF-Senders der entfernten
Station verbunden ist, aktiviert den Oszillator des RF-Senders, nachdem die entfernte Station die von der
zentralen Station gesendete bezeichnete Adresse akzeptiert hat. Ferner ist der Q-Ausgang des JK-Flipflops 440 mit dem
einen Eingang jedes der NAND-Glieder 441 und 442 verbunden. Der Ausgang des NAND-Gliedes 441 ist mit dem Aufwärtszähleingang
der Sequenzstufe 443 verbunden«, die ein binäreodiertes
Ausgangssignal entsprechend der Anzahl von Eingangsimpulsen erzeugt. Die Sequenzstufe 443 ist eine übliche Schaltung,
wie etwa eine integrierte Schaltung vom Typ SN74192,
wobei jedoch auch andere Sequenzstufen benutzt werden können. Die vier binären Ausgänge der Sequenzstufe 445 sind mit dem
BCD-Digitalkonverter 444 verbunden, der eine Mehrzahl von Ausgängen nacheinander aktiviert entsprechend den von der
Sequenzstufe 443 erzeugten binärcodierten Zahlen. Der BCD-Digitalkonverter 444 ist eine übliche Schaltung wie etwa vom
Typ SN7442A, wobei jedoch auch andere Schaltungen verwendet Werden können. Jeder der sieben Ausgänge des BCD-Digitalkonverters
444 ist mit einem der Inverter 445-451 verbunden. Die Ausgänge dieser Inverter 445-451 sind mit einer Mehrzahl
von Aufwärts/Abwärtszählern 410, 411 und 454-458 verbunden, die sich in der entfernten Station befinden und die digitale
Information zur Aussendung zur zentralen Station bereitstellen.
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Die Ausgänge 1-5 der Inverter 445-449 sind als Wellenformen
m-q in Fig. 12 gezeigt. Die Ausgänge 6-7 des BCD-Digitalkonverters
444 sind in Fig. 12 nicht gezeigt," gehen jedoch aus den Wellenformen m-q hervor. Die erste Ausgangswellenform
des BGD-Digitalkonverters 444 (Wellenform m) ist normalerweise
hoch und wird dem einen der Eingänge des NAND-Gliedes 452 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Abwärtszählereingang
des Aufwärt s/Abwärtszählers 410 verbunden ist. Der andere Eingang des NAND-Gliedes 452 ist mit dem Ausgang des
NAND-Gliedes 442 verbunden, welches den oben beschriebenen Zähltaktimpulsgenerator mit den NAND-Gliedern452, 453 und
459-463 verbindet, die Jeweils mit einem der Abwärtszählereingänge
der in !ig. 11A gezeigten Aufwärts/Abwärtszähler verbunden sind,, Da der Aufwärts/Abwärtszähler 410 noch die
von der zentralen Station gesendete bezeichnete Adresse enthält, befähigt der von dem NAND-Glied 442 dem NAND-Glied
452 zugeführte Zähltaktimpuls den Aufwärts/Abwärtszähler
dazu, von dem numerischen Wert der bezeichneten Adresse bis auf Null abwärts zu zählen. Beim Erreichen des Wertes Null
aktiviert der Aufwärts/Abwärtszähler 410 den in Fig. 11A gezeigten Ausgang A, der mit dem in Fig. 11B gezeigten digitalen
Codierer der entfernten Station verbunden ist. Dieser digitale Codierer erzeugt das als Wellenform y in Fig. 12
gezeigte (Driggersignal, welches die Sequenzstufe 443 über
das KAHD-Giied 441 dazu befähigt, den zweiten Ausgang des
Digitalumsetzers 444 zu beaufschlagen. Der zweite Ausgang des Digitaiuasetzers 444 ist mit dem NAND-Glied 453 über den
Inverter 446 verbunden. Der Ausgang des NAND-Gliedes 453 ist mit dein Abwärtszählereingang des Aufwärts/Abwärtszählers
411 verbunden. Der Aufwärts/Abwärtszähler 411 enthält ferner die von der zentralen Station gesendete bezeichnete Adresse.
Dieser Aufwärts/Abwärtszähler 411 zählt von dem numerischen
Wert der in ihm gespeicherten bezeichneten Adresse abwärts bis auf Null in derselben Weise wie der Aufwärts/Abwärts-
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zähler 410· Beim Erreichen des Wertes Null aktiviert der Aufwärt s/Abwärt szähler 411 den Ausgang B, der mit dem in
Fig. 11B gezeigten digitalen Codierer der entfernten Station verbunden ist·
Die Aufwärts/Abwärtszähler 410 und 411 führen dem in Fig. 11B gezeigten digitalen Codierer der entfernten Station Ausgangssignale
zu, welche die in diesen Zählern gespeicherte Adresse darstellen. Die in diesen Zählern gespeicherte Adresse
wurde vorher von der zentralen Station während des Fortschreitens der Datenverarbeitung des Dateneingangssignals zugeführt.
Als Alternative dazu, daß dieselben Zähler verwendet werden, um die bezeichnete Adresse von der zentralen Station zu empfangen
und dann später die Adresse der entfernten Station auszusenden, können verschiedene Zähler für diese beiden Funktionen
verwendet werden. Z. B. könnten die von der entfernten Station zu der zentralen Station in Beantwortung einer Eingangsdatenanforderung
gesendeten Adressensignale von einer Adressenvorspeicherstufe gesonderten Adressenabwärtszählern
in der entfernten Station zugeführt werden» Auf diese Weise kann die Doppelfunktion der Aufwärts/Abwärtszähler 410 und
411 eliminiert werden. In einem solchen Fall werden die den Invertera 445 und. 446 zugeführten Ausgangssignale des BCD-Digitalkonverters
444 zu gesonderten Abwärtszählern geführt, in welche von einer Adressenvorspeicherstufe vorher eine
Adresse eingespeichert worden ist.
Zusätzlich zu den Zählern 410 und 411, welche Adressensignale
zur Übertragung von der entfernten Station zu der zentralen Station bereitstellen, sind Ziffernabwärtszähler 454-458 mit
den Ausgängen des BCD-Digitalkonverters 444 über die jeweiligen
NAND-Glieder 459^463 verbunden. Diese Abwärtszähler 454-458
werden nacheinander von dem BCD-Digitalkonverter 444 aktiviert.
Das NAND-Glied 442 führt den Zähltaktimpuls den Ab-
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wärtszähleingängen jedes dieser Abwärtszähler 454-458 zu.
Die Abwärtszähler 454-458 von Fig. 11A sind vorzugsweise integrierte Schaltungen vom Typ SN74192; es können jedoch
auch andere Abwärtszähler verwendet werden. Die in diesen Abwärtszählern 454-458 gespeicherte digitale Information wird
in der bevorzugten Ausführungsform von einem Codierer zugeführt j der in Blockform in Fig. 3 gezeigt wird. Weil die Einzelheiten
dieses Codierers keinen wesentlichen Teil der Erfindung bilden, wird dieser Codierer hier nicht im einzelnen
beschrieben. Der Codierer ist ein üblicher im Handel erhältlicher Codierer, der dazu geeignet ist, mit den Wattstunden-Meßgeräten
der bevorzugten Ausführungsform zusammenzuarbeiten. Die in dem Wattstunden-Meßgerät enthaltene digitale Information
wird von dem Codierer aufgenommen oder abgetastet. Der Codierer führt dann diese digitale Information jedem der Abwärtszähler
454-458 über die in Fig. 11A gezeigten Abwärtszählereingänge zu. Diese Eingänge werden jeweils von einer ebenfalls in
Fig. 11A gezeigten, mehrere Vorspannwiderstände enthaltenden Vorspannstufe vorgespannt. Ein Beispiel eines üblichen Codierers,
der bei der bevorzugten Ausführungsform benutzt werden kanns ist ein L.E.D.-Codierer. Natürlich können auch
andere Arten von Codierern benutzt werden, und es können auch anstelle eines Wattstunden-Meßgerätes andere Arten von
Eingabevorrichtungen für digitale Information verwendet werden.
Jeder der Abwärtszähler 454-458, die nacheinander von dem
Konverter 444 betätigt werden, zählt von dem jeweils in ihm gespeicherten numerischen Wert bis auf Null herunter. Beim
Erreichen des Wertes Null führt jeder dieser Abwärtszähler 454-458 ein Signal dem in Fig. 11B gezeigten digitalen Codierer
der entfernten Station zu. Der Abwärtszähler 454 erzeugt ein als Wellenform t in Fig. 12 gezeigtes Signal;
der Abwärtszähler 455 erzeugt ein als Wellenform u in Fig.
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gezeigtes Signal; der Abwärtszähler 456 erzeugt ein als
Wellenform ν in Fig. 12 gezeigtes Signal5 der Abwärtszähler
457 erzeugt ein als Wellenform w in Pigβ "-12 gezeigtes Signal;
und der Abwärtszähler 458 erzeugt ein als Wellenform χ in
Pig· 12 gezeigtes Signal. Perner erzeugen, wie Yorher beschrieben
wurde, die Adressen-Aufwärts/Abwärtszähler 410 und 411 ein Signal, welches als Wellenform r bzw· s in
Pig. 12 gezeigt wird.
Der in Fig. 5 gezeigte digitale Codierer der entfernten Station
wird in größeren Einzelheiten in dem Blockdiagramm von Pig· 11B gezeigt. Diese selbe Schaltungsanordnung wird auch
für den in Fig. 2 gezeigten Codierer der zentralen Station
verwendet. In der entfernten Station ist jeder der Ausgänge
der digitalen Zähler 410, 411 und 454-458, die oben beschrieben
wurden, mit einem der NAND-Glieder 464-466 und einem der
Inverter 467-469 des digitalen Codierers verbunden. Die Ausgänge dieser Inverter 467-469 sind mit dem Loscheingang des
JK-Flipflops 470 verbunden. Jeder der Ausgänge der digitalen
Zähler 410, 411 und 454-458 bewirkt, daß der ^-Ausgang des
JK-Flipflops 470 seinen Zustand ändert, wie in der Wellenform
z in Fig. 12 gezeigt wird. Das JK-Flipflop 470 wird gelöscht
durch einen der ΧΓΜΓ-Impulse des XTMT-Impulssignals., welches
als Wellenform aa in Fig. 12 gezeigt wird, nachdem jeder der
Ausgänge der digitalen Zähler 410, 411 und 454-458 das JK-Flipflop
zur Zustandsänderung befähigt. Der Löscheingang des JK-Flipflops470 befähigt das JK-Flipflop, zu seinem ursprünglichen
Zustand zurückzukehren;" Der ^-Ausgang des JK-Flipflops 470 ist mit einem Eingang des NAND-Gliedes 471 verbunden. Der
andere Eingang des NAND-Gliedes 471 ist dazu vorgesehen, das Signal zu empfangen, welches zur Erzeugung der Antwort der
entfernten Station verwendet wird. Wenn also «jeder der Ausgänge der digitalen Zähler 410, 411 und 454-458 das JK-Flipflop
470 triggert, fungiert der XDMT-Impuls, der als Wellen-
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"·'■ "" 2838464
form aa gezeigt wird, als Referenz- oder Zeitsteuerungssignal, welches in Verknüpfung mit dem Q-Signalausgang des
JK-Flipflops 470 die entfernte Station dazu befähigt, die
in diesen Zählern enthaltene digitale Information zur zentralen Station zu senden.
Das XTM?r-Impulssignal wird von der in Fig. 8 gezeigten Stromversorgungs-
und Taktquelle erzeugt, die mit der in Fig. 4 gezeigten Stromversorgungs- und Taktquelle der zentralen
Station über die Leitungen des Energieverteilungssystems verbunden ist«
Der Ausgang des NAND-Gliedes 471 wird zunächst einer Reihe
von monostabilen Multivibrator en 472 und 4-73 zugeführt, die
die Triggerwellenform y in Fig. 12 erzeugen. Die Triggerwellenform y führt mehrere Funktionen durch, wie in Fig. 11A
und 11B gezeigt wird. Diese Triggerwellenform wird dazu benutzt, das JK-Flipflop 400 über das NOR-Glied 401 zu löschen,
um das Auftreten eines 120-Taktimpulses in dem Zähltaktimpuls
der Wellenform d in Fig. 12 zu verhindern, unmittelbar nachdem einer der Ausgänge (Wellenformen r-x von Fig. 12) der
Zähler 410, 411 und 454-458 aktiviert worden ist. Dies gibt
der in Fig. 11A gezeigten Schaltung ausreichend Zeit, die Betätigung des nächsten Zählers der Abwärtszähler 410, 411
und 454—458 vorzubereiten. Diese Wellenform y wird ferner dazu benutzt, die Koinzidenzbedingung des NAND-Gliedes 441
in Fige 11A zu erfüllen, welches mit der Sequenzstufe 443
verbunden ist, und sie wird in Verknüpfung mit dem Ausgangssignal des NAND-Gliedes 471 in Fig. 11B dazu benutzt, das
Markierungsausgangssignal zu erzeugen, welches als Wellenform bb in Fig. 12 gezeigt ist und.von der entfernten Station
zu der zentralen Station übertragen wird. Der Ausgang des NAND-Gliedes 471 wird von dem Inverter 474 invertiert, und
der Ausgang des monostabilen Multivibrators 473 wird von
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dem Inverter 475 invertiert. Die Ausgänge der Inverter
474 und 475 sind miteinander verbunden, was die Addition
der Ausgangswellenformen dieser Inverter 474 und 475 zur
Folge hat. Die resultierende Wellenform, die als Wellenform
bb in Fig. 12 gezeigt wird, ist das Markierungsausgangsimpulssignal
der entfernten Station. Wie in der Wellenform bb in Fig· 12 gezeigt wird, ist jeder der Markierungsimpulse des
Markierungsausgangsimpulssignals impulscodiert zwecks Identifizierung
durch die zentrale Station. Es sei darauf hingewiesen, daß die in Fig. 12 gezeigten Wellenformen die Antwort
einer die Adresse 11 aufweisenden entfernten Station anzeigen. Die ersten drei Ziffern der digitalen Information in den
Zählern 454-458 sind gemäß Fig. 12 sämtlich Einsen. Natürlich bewirken eine unterschiedliche digitale Information in
den Zählern 454-458 und eine unterschiedliche Adresse für die entfernte Station der Fig. 11A und 11B eine entsprechende
Änderung der Wellenformen von Fig. 12.
Der Betrieb der Logikstufe und des digitalen Codierers der entfernten Station ist in Verbindung mit der Beschreibung
der Schaltungselemente der Fig. 11A und 11B und des Zeitdiagramms von Fig. 12 beschrieben worden» Zusammenfassend
macht die in den entfernten Stationen vorgesehene Schaltungsanordnung es möglich, daß die entfernten Stationen eine von
der zentralen Station gesendete bezeichnete Adresse identifizieren. Wenn die bezeichnete Adresse mit der vorgespeicherten Adresse der entfernten Station übereinstimmt, antwortet
die entfernte Station der zentralen Station durch Aussendung von digitaler Information wie eines Wattstunden-Meßwertes
zusammen mit der Adresse der entfernten Station. Diese digitale Information wird der zentralen Station übermittelt durch die
kombinierte Wirkung des als Wellenform bb in Fig. 12 gezeigten Markierungsimpulssignals, der als Wellenform aa gezeigten
XEMT-Wellenform und des 120-Taktimpulses« Die zentrale Station
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ORIGINAL INSPECTED
empfängt das Markierungsimpulssignal von der entfernten Station,
identifiziert es in einer Weise, die ähnlich ist der Arbeitsweise des in Fig. 9 gezeigten dxgitalen Decodierers
der entfernten Station, und benutzt das Markierungsimpulssignal zusammen mit den über die Leitungen des Energieverteilungssystems übertragenen Referenzsignalen dazu, die von
der entfernten Station gesendete digitale Information abzuleiten.
Es sind zahlreiche Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsformen
möglich· Z. B. versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf die automatische Ablesung von Wattstunden-Heßgeräten
an entfernten Stellen eines Energieverteilungssystems beschränkt ist. Bas erfindungsgemäße Nachrichtensystem kann immer dann
benutzt werden, wenn digitale Information von einer Station zu einer anderen übermittelt werden soll.
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Claims (23)
- PATENTANWÄLTEWENZEL & KALKOFF ..-".·'■■■POSTFACH 2448 ':,-■"0 5810 WITTEN/RUHR ' ' "11. Sept; 1978PatentansprücheAnordnung zur Übertragung digitaler Information zwischen mindestens zwei Stationen mit einer an alle Stationen angekoppelten Signalquelle, gekennzeichnet durchReferenzmittel, die mit der Signalquelle in Jeder der Stationen verbunden sind zur Erzeugung desselben 'Zeitreferenzsignals in jeder der Stationen,Signalerzeugungsmittel in jeder der Stationen zum Erzeugen eines Markierungssignals, welches eine von der zu übertragenden digitalen Information bestimmte Beziehung zu dem Zeitbezugssignal aufweist, wobei das Markierungssignal für sich selbst die digitale Information nicht enthält, sondern die Beziehung zwischen dem Markierungssignal und dem Zeitbezugs— signal die digitale Information kennzeichnet, Signalübertragungsmittel zur Übertragung des Markierungssignals von Station zu Station undSignalauswertmittel in jeder der Stationen zum Auswerten der Beziehung zwischen dem von einer anderen der Stationen übertragenen Markierungssignal und dem in der Station erzeugten Zeitbezugssignal zwecks Bestimmung der von der genannten anderen Station übermittelten digitalen Information.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß das von den Referenzmitteln in jeder der Stationen erzeugte Zeitreferenzsignal ein Taktsignal ist und das von den Signalerzeugungsmitteln in jeder der Stationen erzeugteA A A A Λ AORIGINAL INSPECTEDMarkierungssignal ein Impulssignal ist, welches die Anzahl von Taktimpulsen in dem Zeitreferenzsignal entsprechend der zu übertragenden digitalen Information kennzeichnet, und daii die Sxgnalauswertmittel in jeder der Stationen das von einer anderen Station mitgeteilte Markierungssignal reproduzieren und das Markierungssignal dazu verwenden, die Anzahl von Taktimpulsen in dem Zeitreferenzsignal entsprechend der von der anderen Station übermittelten digitalen Information zu identifizieren.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die Signalerzeugungsmittel einen Abwärtszähler zur zeitweisen Speicherung der digitalen Information und eine mit dem Abwärtszähler verbundene logische Steuerung aufweisen, die den Abwärtszähler dazu aktivieren, synchron zu dem Zeitreferenzsignal bis auf Null abwärts zu zählen und dadurch ein Markierungssignal zu erzeugen, welches den Beginn und das Ende des Abwärtszählens des Abwärtszählers kennzeichnet, und daß die Signalauswertmittel einen Aufwärtszähler und eine logische Steuerung aufweisen, die mit dem Aufwärtszähler verbunden ist und auf die Beginn- und Ende-Identifizierungen in dem von einer anderen der Stationen übermittelten Markierungssignal in der Weise anspricht, daß sie den Aufwärtszähler dazu aktiviert, synchron mit. dem Zeitreferenzsignal von Null aufwärts zu zählen und dadurch dieselbe digitale Information in dem Aufwärtszähler zu speichern, wie sie zeitweise in dem Abwärtszähler der genannten anderen Station gespeichert war.
- 4-, Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Signalquelle zwischen den Stationen verlaufende Leitungen für elektrische Energie aufweist und daß das Referenzsignal aus dem über die genannten Leitungen gesandten Energiesignal erzeugt wird.030013/00892B3.9A84
- 5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 4-, dadurch gekennzeichnet , daß das von den Signalübertragungsraitteln übertragene Markierungssignal durch Radiowellen übertragen wird.
- 6. Anordnung zur Übertragung digitaler Information zwischen einer zentralen Station und mindestens einer entfernten Station, wobei die Stationen miteinander über Leitungen elektrischer Energie verbunden sind, die dazu imstande sind, ein elektrisches Energiesignal zwischen den Stationen zu übertragen , gekennzeichnet durch Referenzmittel, die in jeder der entfernten Stationen und in der zentralen Station angeordnet sind zur Ableitung desselben Referenzsignals aus dem auf den Leitungen übertragenen Energiesignal ,entfernte Signalverarbeitungsmittel, die sich in jeder der entfernten Stationen befinden und Signalerzeugungsmittel aufweisen zum Erzeugen eines Markierungssignals, welches eine von der digitalen Information, die von der entfernten Station zu der zentralen Station übermittelt werden soll, bestimmte Beziehung zu dem Zeitreferenzsignal aufweist, wobei die entfernten Signalverarbeitungsmittel ferner Sendemittel aufweisen, um das Markierungssignal zu der zentralen Station über ein von den elektrischen Energieleitungen verschiedenes Sendemedium zu senden,und durch in der zentralen Station befindliche zentrale Signalverarbeitungsmittel, die Empfangsmittel zum Empfang des Markierungssignals und Auswertmittel zum Auswerten der Beziehung zwischen dem Markierungssignal und dem Zeitreferenzsignal aufweisen zwecks Bestimmung der von jeder der entfernten Stationen zu der zentralen Station übermittelten digitalen Information.
- 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sendemedium aus Radiowellen besteht.03001370089
- 8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet ,daß die zentralen Signalverarbeitungsmittel Signalerzeugungsmittel zur Erzeugung eines Markierungssignals aufweisen, welches eine Beziehung zu dem Zeitreferenzsignal in der zentralen Station hat, die von der von der zentralen Station zu der entfernten Station zu übermittelnden Information bestimmt wird,daß die zentralen Signalverarbeitungsmittel ferner Sendemittel aufweisen zur Aussendung des Markierungssignals zu mindestens einer der entfernten Stationen über ein von den elektrischen Energieleitungen verschiedenes Sendemedium, und daß die entfernten Signalverarbeitungsmittel Empfangsmittel zum Empfang des Markierungssignals und Auswertmittel zum Auswerten der Beziehung zwischen dem Markierungssignal und dem Zeitreferenzsignal aufweisen zwecks Bestimmung der digitalen Information, die von der zentralen Station zu mindestens einer der entfernten Stationen übertragen wird.
- 9. Anordnung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß das von den zentralen Signalverarbeitungsmitteln übermittelte Markierungssignal Adressenteile zur Identifizierung einer bestimmten der entfernten Stationen aufweist und daß die entfernten Signalverarbeitungsmittel in der bestimmten entfernten Station die einzigen sind, die auf die Adressenteile ansprechen können.
- 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das von den zentralen Signalverarbeitungsmitteln ausgesandte Markierungssignal ferner einen Abfrageteil aufweist und daß die entfernten Signalverarbeitungsmittel in der betreffenden entfernten Station nach Identifizierung der Adressenteile auf den Abfrageteil in der Weise ansprechen, daß sie ein Markierungssignal erzeugen und zu der zentralen Station übermitteln.030013/0089— 5 — '" ■
- 11. Anordnimg nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das von den entfernten Signalverarbeitungsmitteln in jeder der entfernten Stationen ausgesandte Markierungssignal einen Adressenteil aufweist, der diese entfernte Station kennzeichnet, daß die zentralen Signalverarbeitungsmittel in der zentralen Station dazu imstande sind, die Adressenteile zu identifizieren, daß das Markierungssignal ferner einen Datenteil aufweist und daß die zentralen Signalverarbeitungsmittel in der zentralen Station nach Identifizierung der betreffenden entfernten Station dazu ausgebildet sind, den dieser entfernten Station zugeordneten Datenteil zu speiehern.
- 12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Datenteile Wattstunden-Meßwerte an jeder der entfernten Stationen darstellen.
- 13· Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die zentralen Signalverarbeitungsmittel ferner Vergleichsmittel aufweisen zum Vergleichen des von den entfernten Stationen übermittelten Adressenteils und daß die Vergleichsmittel die zentralen Signalverarbeitungsmittel dazu aktivieren, den Datenteil des Markierungssignals zu speichern, wenn die Adressenteile stimmen.
- 14. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die in jeder der entfernten Stationen und in der zentralen Station befindlichen Referenzmittel den Betrieb der entfernten Signalverarbeitungsmittel und der zentralen Signalverarbeitungsmittel mit den Referenzsignalen synchronisieren.
- 15« Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Signalverarbeitungs-030013/0089mittel ferner Codierungsmittel aufweisen, die mit den Sendemitteln in der entfernten Station verbunden sind zwecks Codierung des Markierungssignals mit einem vorgewählten Code, und daß die zentralen Verarbeitungsmittel ferner Decodiermittel aufweisen, die mit den Empfangsmitteln in der zentralen Station verbunden sind zwecks Decodierung des vorgewählten Codes, um dadurch eine Datensicherung zu erreichen, und daß der vorgewählte Code eine vorgewählte Beziehung zwischen dem Markierungssignal und einem zweiten von dem Energiesignal auf den elektrischen Energieleitungen abgeleiteten Zeitreferenzsignal beinhaltet.
- 16. Verfahren zum Übertragen digitaler Information von mindestens einer entfernten Station zu einer zentralen Station und umgekehrt, wobei die entfernte Station einen ersten Zähler zum Speichern digitaler Information aufweist und die zentrale Station einen zweiten Zähler aufweist, dadurch gekennzeichnet ,daß dasselbe Zeitreferenzsignal in den entfernten Stationen und in der zentralen Station erzeugt wird, daß der Betrieb des ersten und des zweiten Zählers dadurch synchronisiert wird, daß dasselbe Zeitreferenzsignal für den ersten und den zweiten Zähler als Zählereingangssignal verwendet wird,daß der Zählvorgang des ersten Zählers in der entfernten Station gestartet wird,daß ein erstes Markierungssignal von der entfernten Station zu der zentralen Station übertragen wird, um den Beginn des Zählens in dem ersten Zähler anzuzeigen, daß das erste Markierungssignal dem zweiten Zähler in der zentralen Station zugeführt wird, um das Zählen in dem zweiten Zähler zu starten,daß das Zählen des ersten Zählers in der entfernten Station gestoppt wird,030013/0089daß ein zweites Markierungssignal von der entfernten Station zu der zentralen Station gesandt wird, um die Beendigung des Zählens in dem ersten Zähler anzuzeigen, und daß das zweite Markierungssignal dem zweiten Zähler in der zentralen Station zugeführt wird, um das Zählen in dem zweiten Zähler zu beenden und dadurch die in dem ersten Zähler gespeicherte digitale Information zu dem zweiten Zähler zu übertragen.
- 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten und zweiten Markierungssignale von der entfernten Station zu der zentralen Station durch Radiowellen übertragen werden und daß das Zeitreferenzsignal der entfernten Station und der zentralen Station über elektrische Energieleitungen zugeführt wird, die zwischen den Stationen verlaufen.
- 18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der erste Zähler eine Mehrzahl von Abwärtszählern aufweist und der zweite Zähler eine Mehrzahl von Aufwärtszählern aufweist, dadurch g e k e η η ζ eichnet",daß die Mehrzahl von Abwärtszählern in der entfernten Station nacheinander gestartet und gestoppt werden, und daß eine Mehrzahl von Markierungssignalen, bestehend aus einer Mehrzahl von ersten Markierungssignalen und einer Mehrzahl von zweiten Markierungssignalen, von der ersten Station zu der zentralen Station gesandt werden, um nacheinander entsprechende Aufwärtszähler in der zentralen Station zu starten und zu stoppen, um dadurch die in den mehreren Abwärtszählern in der entfernten Station gespeicherte digitale Information auf die mehreren Aufwärts zähler in der zentralen Station zu übertragen.
- 19· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Markierungssignale durch Impulse030013/0089in einem Impulssignal dargestellt werden, daß das Zeitreferenzsignal ein Impulssignal ist und daß jeder der Impulse in dem von der entfernten Station ausgesandten Impulssignal mit Identifizierungseigenschaften versehen ist, die eine besondere Dauer und eine Koinzidenz mit einem der Impulse des Zeitreferenzsignals einschließen.
- 20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet ,daß ein Abfragesignal von der zentralen Station zu der entfernten Station gesandt wird, um die entfernte Station zur Aussendung von digitaler Information aufzufordern, wobei das Abfragesignal mehrere Impulse aufweist, die mittels Radiowellen übertragen werden und eine bestimmte Anzahl von Startimpulsen und mindestens einen Adressenimpuls zur Identifizierung einer bestimmten der entfernten Stationen aufweisen und wobei das Zeitreferenzsignal ein Impulssignal ist und jeder der Impulse in dem Abfragesignal mit Identifizierungseigenschaften versehen ist einschließlich einer bestimmten Dauer und einer Koinzidenz mit einem der Impulse des Zeitreferenzsignals,und daß die Identifizierungseigenschaften jedes der Impulse in dem Abfragesignal und die vorgegebene Anzahl von Startimpulsen in dem Abfragesignal in der entfernten Station vor Annahme des Abfragesignals verifiziert werden.
- 21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,daß ein Abfragesignal, welches die Adresse einer bestimmten entfernten Station enthält, von der zentralen Station zu der bestimmten entfernten Station gesandt wird, um die entfernte Station zur Übertragung von digitaler Information aufzufordern, daß in der entfernten Station die in dem Abfragesignal enthaltene Adresse mit einer in der entfernten Station gespei-030013/0089cherten Adresse verglichen wird und ein Ubereinstimmungsßignal erzeugt wird, wenn die Adressen identisch sind, daß digitale Information von der bestimmten entfernten Station zu der zentralen Station im Ansprechen auf das Übereinstimmungssignal übertragen wird, wobei die von der entfernten Station übertragene digitale Information eine in der entfernten Station gespeicherte Adresse enthält, und daß in der zentralen Station die in der übertragenen digitalen Information enthaltene Adresse mit der in dem Abfragesignal enthaltenen Adresse verglichen wird und ein zentrales Übereinstimmungssignal in der zentralen Station erzeugt wird, wenn die Adressen identisch· sind, wobei die zentrale Station die übermittelte digitale Information im Ansprechen auf das zentrale Übereinstimmungssignal annimmt.
- 22. Anordnung zur Übertragung von digitaler Information von mindestens einer entfernten Station zu einer zentralen Station mit einer Signalquelle, die mit den entfernten und zentralen Stationen gekoppelt ist, gekennzeichnet durch 'Referenzmittel, dde mit der Signalquelle in den entfernten Stationen und in der zentralen Station verbunden sind zur Erzeugung desselben Zeitreferenz-Impulssignals in den Stationen aus dem von der Signalquelle erzeugten Signal, Zähler in Jeder der entfernten Stationen und in der zentralen Station zum Speichern digitaler Information durch Zählen der Impulse in dem Zeitreferenz-Impulssignal, Signalsendemittel, die mit dem Zähler in jeder der entfernten Stationen verbunden sind, zum Aussenden von Markierungssignalen zu der zentralen Station, welche das Starten und das Stoppen der Zähler in jeder der entfernten Stationen anzeigen,und Signalempfangsmittel, die mit dem Zähler in der zentralen Station verbunden sind, zum Empfang der Markierungs-030013/00 89signale und zum Zuführen der Markierungssignale zu dem Zähler in der zentralen Station zwecks Startens und Stoppens des Zählers in der zentralen Station synchron zu dem Starten und Stoppen des Zählers in der betreffenden entfernten Station, um dadurch digitale Information von dem Zähler in mindestens einer entfernten Station zu dem Zähler in der zentralen Station zu übertragen.
- 23. Anordnung zur Übertragung von digitaler Information von einer zentralen Station zu mindestens einer entfernten Station und umgekehrt, mit einer Signalquelle, die mit den entfernten und zentralen Stationen gekoppelt ist, gekennzeichnet durchReferenzmittel, die mit der Signalquelle in den entfernten und zentralen Stationen verbunden sind zum Erzeugen desselben Zeitreferenz-Impulssignals in den entfernten und zentralen Stationen aus dem von der Signalquelle erzeugten Signal, Zähler, die sich in jeder der entfernten und zentralen Stationen befinden, zum Speichern digitaler Information durch Zählen der in dem Zeitreferenz-Impulssignal enthaltenen Impulse,in der zentralen Station befindliche Auswahlmittel zur Auswahl einer bestimmten der entfernten Stationen zwecks Arbeitens gemäß einer fest zugeordneten Adresse und Speicherns der ausgewählten Adresse in dem Zähler in der zentralen Station,Signalsendemittel, die mit dem Zähler'in der zentralen Station verbunden sind zum Aussenden von Markierungssignalen zu der entfernten Station, welche das Starten und das Stoppen des Zählers in der zentralen Station anzeigen, Signalempfangsmittel, die mit dem Zähler in der bestimmten entfernten Station verbunden sind zum Empfang der Markierungssignale und zum Zuführen der Markierungssignale zu dem Zähler in der bestimmten entfernten Station zwecks Startens und030013/00892B39404Stoppens des Zählers synchron mit dem Starten und Stoppen des Zählers in der zentralen Station, um dadurch die ausgewählte Adresse von dem Zähler in der zentralen Station zu dem Zähler in der entfernten Station zu übertragen, und in jeder der entfernten Stationen befindliche Vergleichsmittel zum Vergleichen der ausgewählten Adresse in dem Zähler in der entfernten Station mit der fest zugeordneten Adresse dieser entfernten Station, wobei die Vergleichsmittel auf eine Übereinstimmung zwischen der fest züge- , ordneten Adresse und der ausgewählten Adresse in der Weise ansprechen, daß sie die entfernte Station zur Übertragung digitaler Information zu der zentralen Station aktivieren.030013/0089
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